Uma termoelétrica utiliza o ciclo Brayton para geração de energia. A temperatura ambiente é de
e a temperatura máxima do ciclo é igual a 967
. Sabendo-se que a relação de compressão é igual a 10, determine:
Dados:
c) O calor fornecido na câmara.
Q1
Dados:
c) O calor fornecido na câmara.
Q1
Passo 1
Beleza, vamos lá! Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma termoelétrica que usa o ciclo Brayton para gerar energia. A gente sabe a temperatura ambiente (
), a temperatura máxima do ciclo (
) e a relação de compressão (10). Também temos os valores de
(1,4) e
(1,0035 kJ/kg·K). O que precisamos encontrar é o calor fornecido na câmara, que chamamos de
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o ciclo Brayton. Ele é composto por quatro etapas: compressão isentrópica, aquecimento à pressão constante, expansão isentrópica e resfriamento à pressão constante. O calor fornecido na câmara (
) ocorre na etapa de aquecimento à pressão constante.
Para encontrar
, usamos a fórmula:
Onde:
-
é a capacidade calorífica a pressão constante, -
é a temperatura máxima (967°C), -
é a temperatura após a compressão.
Passo 3
Antes de calcular
, precisamos encontrar
. Sabemos que a compressão é isentrópica, então podemos usar a relação de temperaturas para processos isentrópicos:
Aqui,
é a relação de compressão, que é 10, e
é 1,4. Mas precisamos primeiro converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula para encontrar
:
Passo 5
Agora que temos
, podemos calcular
usando a fórmula que mencionamos antes:
Resposta
O calor fornecido na câmara é aproximadamente
.