Enunciado
Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 19
Um gás ideal, Cp = (7 J2)R e Cv= (512)R, passa por um ciclo constituído pelas seguintes etapas, mecànicamente reversíveis:
• Uma compressão adiabática de P 1, Vi, T 1 para P 2, V 2, T 2
• Uma expansão isobárica de P 1 , V 2, T 2 para P 3 = P 2 , V 3 , T 3
• Uma expansão adiabática de P 3 , V 3 , T 3 para P 4 , V 4 , T 4
• Um processo a volume constante de P 4 , V 4 , T 4 para P 1, Vi.= V 4 , T 1
Esboce esse ciclo em um diagrama PV e determine a sua eficiência térmica, se T1 = 200ºC, T2 = 1 OOOºC, e T 3 = l.700ºC.
Passo 1
Analisando cada um dos processos podemos dizer que o processo 1 → 2 e 3→ 4 como são adiabaticos, como precisamos da temperatura quatro para calcular a eficiência podemos começar:
No processo 4→ 1
No processo 2→ 3
Passo 2
Precisamos desenvolver essas quatro equações de maneira tal que chegamos as equações só para as temperaturas e o fator 
:
(1)
Podemos isolar 
(2)
Como sabemos que 
, colocar a equação (2) na equação (1) ficando:
(3)
Podemos simplificar 
dos dois lados da equação (3) :
(4)
Com algumas alterações mátematicas chegamos em:
(5)
Passo 3
Como foi informado a capacidade térmica a pressão constante e a volume constante temos:
E os valores de temperaturas já em Kelvin:
Utilizando a equação (5) encontramos:
Resposta
Podemos calcular a eficiência do ciclo.
Sendo esse o gráfico deo ciclo com C-1, D-2,A-3,B-4