Um ciclo padrão a ar com calores específicos constantes executado em um sistema pistão-cilindro fechado, é composto dos três processos seguintes:
Fornecimento de calor a volume constante
Expansão isentrópica com uma razão de expansão
Rejeição de calor a uma pressão 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 eficiência conforme r tende para o valor unitário.
Qual dos seus resultados implica sobre o trabalho líquido realizado pelo ciclo?
Passo 1

Passo 2
O trabalho de expansão é encontrado pela primeira lei do processo :

O trabalho de compactação é encontrado por

A taxa de retrocesso é

O processo é pressão constante; Portanto,

O processo 2-3 é isentrópico; Portanto,

A taxa de retrocesso se torna:

Passo 3
Aplique a primeira lei ao sistema fechado nos processos 1-2 e 3-1 para ter:

A eficiência térmica do ciclo é dada por

O processo 1-2 é um volume constante; Portanto,

A eficiência se torna:

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.