Enunciado

Um ciclo de Carnot de gás ideal, com ar em um cilindro-pistão, tem uma temperatura alta de 1200   K e uma rejeição de calor a 400   K . Durante a adição de calor, o volume triplica. Determine as duas transferências de calor por unidade de massa de ar ( q ) no ciclo e o rendimento global do ciclo.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

O diagrama P-v do ciclo é mostrado abaixo.

A partir da integração ao longo do curvas de processo, nós temos que

q H = R T H ln ⁡ ( v 2 / v 1 )  

Fazendo a substituição, nós temos que

q H = 0,287 ∙ 1200 ∙ ln ⁡ 3 = 378,4 k J k g

Por se tratar de um ciclo de Carnot, o conhecimento das temperaturas dá ao ciclo

eficiência como

η T H = 1 - T L T H

Novamente, fazendo o processo de substituição

η T H = 1 - 400 1200 = 0,667

Do qual podemos obter a outra transferência de calor

q L = q H T L T H

Com isso,

q L = 378,4 ∙ 400 1200 = 126,1 k J k g

Resposta

q L = 126,1 k J k g

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