Um ciclo padrão a ar com calores específicos constantes, executado em um sistema pistão-cilindro fechado, é composto dos três processos seguintes:
1-2 Compressão isentrópica com uma razão de compressão
2-3 Fornecimento de calor a uma pressão constante
3-1 Rejeição de calor a volume constante
Represente graficamente os diagramas e para esse ciclo.
Obtenha uma expressão para a razão de consumo de trabalho
como uma função de
Obtenha uma expressão para a eficiência térmica do ciclo
como uma função de
Determine o valor da razão de consumo de trabalho e eficiên-
cia conforme tende para o valor unitário.
Qual dos seus resultados implica sobre o trabalho líquido realizado pelo ciclo?
Passo 1

Passo 2
O trabalho de compressão é equacionado no processo :

O trabalho de expansão é encontrado por:
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A taxa de retrocesso é:

O processo 1-2 é isentrópico; Portanto,

O processo 2-3 é pressão constante; Portanto,

O processo 3-1 é um volume constante; Portanto,

A taxa de retrocesso se torna:

Passo 3
Aplicaaando a primeira lei ao sistema fechado nos processos e :

A eficiência térmica do ciclo é dada por:


Passo 4
Desenvolvendo e :

Resposta



Esses resultados mostram que, se não houver compressão (ou seja, ), não haverá expansão e nenhum trabalho líquido será feito, mesmo que o calor possa ser adicionado ao sistema.