Um ciclo Brayton ideal tem pressão e a temperatura do ar que entra no compressor iguais a 100 kPa e 290 K e a relação de pressão do compressor igua...

Para resolver esse problema, podemos utilizar as equações do ciclo Brayton ideal e as propriedades do ar frio. O trabalho líquido específico produzido pode ser calculado pela seguinte equação: W = Cp * (T3 - T4) - Cp * (T2 - T1) Onde: Cp = 1,004 kJ/kgK (capacidade térmica específica do ar a pressão constante) T1 = 290 K (temperatura do ar que entra no compressor) P1 = 100 kPa (pressão do ar que entra no compressor) r = 15 (relação de pressão do compressor) k = 1,4 (razão de calor específico do ar) Para encontrar as temperaturas T2 e T3, podemos utilizar as seguintes equações: T2 = T1 * (r ^ (k - 1)) T3 = T2 * (1 / r ^ (k - 1)) Substituindo os valores na equação do trabalho líquido específico, temos: W = 1,004 * ((T3 - T4) - (T2 - T1)) W = 1,004 * ((T2 * (1 / r ^ (k - 1)) - T4) - (T1 * (r ^ (k - 1)) - T1)) W = 1,004 * ((290 * (1 / 15 ^ (1,4 - 1)) - T4) - (290 * (15 ^ (1,4 - 1)) - 290)) W = 1,004 * (19,47 - T4 - 4068,6) W = -4063,14 + 1,004 * T4 Para encontrar o valor de T4, podemos utilizar a equação de eficiência do ciclo Brayton ideal: η = (T3 - T4) / (T2 - T1) η = 1 - (1 / r ^ (k - 1)) Substituindo os valores, temos: 1 - (1 / 15 ^ (1,4 - 1)) = (T3 - T4) / (T2 - T1) T3 - T4 = (1 - (1 / 15 ^ (1,4 - 1))) * (T2 - T1) T4 = T3 - (1 - (1 / 15 ^ (1,4 - 1))) * (T2 - T1) T4 = 19,47 - (1 - (1 / 15 ^ (1,4 - 1))) * (290 * (15 ^ (1,4 - 1)) - 290) T4 = 19,47 - 267,87 T4 = -248,4 K Substituindo o valor de T4 na equação do trabalho líquido específico, temos: W = -4063,14 + 1,004 * (-248,4) W = -4063,14 - 249,39 W = -4312,53 J/kg Portanto, a alternativa correta é a letra E) 805,26 kJ/kg.