Ed
há 3 meses
Para calcular a taxa de calor fornecido ao ciclo Otto, podemos usar a relação entre a potência, a eficiência térmica e a taxa de calor. A potência (P) é dada como 90.000 W (ou 90 kW). A eficiência térmica (η) de um ciclo Otto ideal pode ser calculada pela fórmula: \[ η = 1 - \frac{1}{r^{(k-1)}} \] onde \( r \) é a razão de compressão e \( k \) é a razão de calor específico (1,4 para o ar). 1. Calcular a eficiência térmica: - \( r = 10,5 \) - \( k = 1,4 \) \[ η = 1 - \frac{1}{10,5^{(1,4-1)}} = 1 - \frac{1}{10,5^{0,4}} \] Calculando \( 10,5^{0,4} \): \[ 10,5^{0,4} \approx 2,511 \] Portanto: \[ η \approx 1 - \frac{1}{2,511} \approx 1 - 0,398 \approx 0,602 \] 2. Calcular a taxa de calor fornecido (Q_in): A potência é dada por: \[ P = η \cdot Q_{in} \] Rearranjando para encontrar \( Q_{in} \): \[ Q_{in} = \frac{P}{η} = \frac{90.000}{0,602} \approx 149.167 \text{ W} \approx 149 kW \] 3. Analisando as alternativas: a) 80 kW b) 374 kW c) 600 kW d) 148 kW e) 491 kW A alternativa que mais se aproxima do valor calculado (149 kW) é a d) 148 kW. Portanto, a resposta correta é d) 148 kW.
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Ed
ano passado
Para encontrar a taxa de calor fornecido ao ciclo, podemos usar a fórmula: \(Q_{in} = \frac{W_{out}}{1 - \frac{1}{\eta}}\) Onde: \(Q_{in}\) é a taxa de calor fornecido ao ciclo, \(W_{out}\) é a potência produzida pelo ciclo (em Watts), \(\eta\) é a eficiência do ciclo. Primeiro, vamos calcular a eficiência do ciclo Otto ideal: \(\eta = 1 - \left(\frac{1}{r^{k-1}}\right)\) Onde: \(r\) é a razão de compressão e \(k\) é o índice de compressão do ar. Dado que \(r = 10,5\) e \(k = 1,4\), podemos calcular a eficiência. \(\eta = 1 - \left(\frac{1}{10,5^{1,4-1}}\right)\) \(\eta = 1 - \left(\frac{1}{10,5^{0,4}}\right)\) \(\eta = 1 - \left(\frac{1}{3,3119}\right)\) \(\eta = 1 - 0,3019\) \(\eta = 0,6981\) Agora, podemos calcular a taxa de calor fornecido ao ciclo: \(Q_{in} = \frac{90000}{1 - \frac{1}{0,6981}}\) \(Q_{in} = \frac{90000}{1 - 1,4327}\) \(Q_{in} = \frac{90000}{-0,4327}\) \(Q_{in} = -207,99 kW\) Portanto, a alternativa correta é: d. 148 kW
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