Um sistema fechado percorre um ciclo termodinâmico que consiste nos seguintes processos:
Processo 1-2: compressão adiabática com
constante, de
até
Processo 2-3: volume constante
Processo 3-1: pressão constante,
Btu
Não há variações significativas na energia cinética ou potencial.
(a) Esboce o ciclo num diagrama
.
(b) Calcule o trabalho líquido para o ciclo, em Btu.
(c) Calcule a transferência de calor para o processo 2-3, em Btu.
(R. W = -19,79 Btu, Q23 = -85 Btu)
Processo 2-3: volume constante
Processo 3-1: pressão constante,
Não há variações significativas na energia cinética ou potencial.
(a) Esboce o ciclo num diagrama
(b) Calcule o trabalho líquido para o ciclo, em Btu.
(c) Calcule a transferência de calor para o processo 2-3, em Btu.
(R. W = -19,79 Btu, Q23 = -85 Btu)
Passo 1
Resumindo o ciclo: é fechado e tem três processos:
–
: compressão adiabática de índice
com
Não há variações de energia cinética ou potencial. Vamos usar:
– Trabalho em politrópico
– Trabalho em politrópico
– Para volume constante
,
.
– Para pressão constante .
– No ciclo fechado e
.
– Para pressão constante
– No ciclo fechado
Passo 2
Calcular
. Primeiro colocamos tudo em unidades ft–lbf:
Pela relação adiabática
Então
Convertendo para Btu (
)
Passo 3
Calcular
no processo de pressão constante
. Em ft–lbf:
Passo 4
Trabalho líquido no ciclo é a soma
que coincide (arredondando) com
~Btu.
Passo 5
No processo
–
,
e
. Usamos
então
Logo
Resposta
(a) No diagrama
–
, parte-se de
para
por adiabática (ramo decrescente de
e crescente de
), depois cai verticalmente de
a
em
, e retorna horizontalmente de
a
em
.
(b) ~Btu.
(c) ~Btu.
(b)
(c)