Sistemas Termicos Ciclo Otto

Programa de Ensino Disciplina Sistemas Térmicos Lista 1 Folha 1 3 Programa de Ensino Disciplina Sistemas Térmicos Lista 1 Folha 2 3 Programa de Ensino Disciplina Sistemas Térmicos Lista 1 Folha 3 3 1193 Compressão isentrópica 1 2 T2 T1 V1 V2k1 300 804 ar frio T2 6892 K Além disso p2 p1 V1 V2k 95 103 814 1746 kPa Combustão isocórica 2 3 T3 T2 qH Cv 6892 1300 0717 T3 2502 K p3 p2 T3 T2 1746 103 2502 6892 p3 6338 kPa 1194 Novamente temos primeiramente uma compressão isentrópica 1 2 onde T2 T1 V1 V21k 290 904 T2 6984 K e p2 p1 V1 V2k 90 103 914 p2 19507 kPa Depois combustão isocórica 2 3 onde qH ΔU32 Cv ΔT32 0717 1800 6984 78985 kJkg e p3 p2 T3 T2 19507 103 1800 6984 50276 kPa Na expansão isentrópica 3 4 temos T4 T3 V3 V4k1 1800 1 904 74724 K e p4 p3 T4 v3 T3 v4 50276 103 7474 18009 p4 232 kPa O trabalho líquido é WL W12 W34 WL ΔU12 ΔU34 Cv ΔT12 Cv ΔT34 Logo WL 0717 290 6984 1800 7474 WL 4619 kJkg Logo a eficiência é η WL qH 4619 78986 η 0585 1195 a Seguindo a linha das questões anteriores temos T2 T1 V1 V2k1 2832 704 6166 K onde usamos que 90C 2832 K Além disso p2 p1 V1 V2k 90 714 1372 kPa Logo T3 T2 qHCV 6166 18000717 T3 3127 K P3 P2 T3T2 1372 31276166 P3 6958 KPa T3 e P3 são os valores máximos de T e P b A eficiência é η 1T1T2 128326166 η 0541 c P WLv1v2 mas WL η qH e v1v2 RT1P1 RT17P1 Logo P 0541 18000287 2832 90 117 P 1258 KPa 1196 Temos T3 T2 P3P2 com T2 T1 v1v2k1 280 804 6433 K e P2 P1 v1v2k 85 814 1562 KPa Logo T3 6433 65001562 T3 2677 K Daí qH CV ΔT32 0717 26776433 qH 1458 KJKg Para fim T4 T3 v1v2k1 2677804 T4 1165 K 1197 Novamente T2 280 1004 70333 K e P2 85 1014 21351 KPa Logo T3 T2 P3P2 70333 600021351 T3 19765 K Essa é a temperatura máxima Já para a temperatura de exaustão T4 T3v1v2k1 1976525119 T4 78685 K Por fim a eficiência é η 11004 η 0602 1198 Temos WL η qH 1rv1k qH Logo WL 11004 1800 WL 10836 KJKg A potência é W P V RPM60 12 com P Wl v1 v2 Wl v1 1 1 πv L0 PT1 P1 10836 0287 280 09 70 10488 kPa Logo W 10488 00023 23L 2800 60 1 2 W 5623 kW 1199 Temos T2 T3 qH Cv 2050 1000 0717 6553 K Logo πv v1 v2 T2 T1 1 k 1 6553 290 25 πv 767 Além disso o trabalho de compressão é Wc Cv T2 T1 0717 6553 290 Wc 262 kJ kg A pressão máxima será P3 P2 T3 T2 com P2 P1 T2 T1 k k 1 Daí P2 90 6553 290 35 1561 kPa e P3 1561 2050 6553 P3 4883 kPa 11100 Aqui temos T3 2050 K u3 17257 kJ kg Logo u2 u3 qH 17257 1000 7257 kJ kg de onde T2 9605 K Daí ST2 80889 kJ kgK Na compressão isentrópica 0 ST2 ST1 R ln T2 v2 T1 v1 Logo 0287 ln 9605 v1 290 v2 80889 68352 v1 v2 2378 Além disso Wc u2 u1 7257 2072 Wc 5185 kJ kg Por fim P3 P1 T3 v1 T1 v3 90 2050 2378 290 P3 15129 kPa Todos os valores destoaram muito da questão anterior 11101 a Temos P2 90 10 14 22607 kPa e T2 28315 10 04 7112 K Logo T3 7112 2700 0717 44769 K e P3 22607 44769 7112 142308 kPa b η 1 T1 T2 1 28315 7112 0602 c P Wl RT1 09 P1 η qH 09 RT1 P1 0602 2700 09 0287 28315 90 P 200014 kPa 11102 Novamente P2 P1 V1 V2k 100 914 P2 21674 kPa Alem disso T2 T1 V1 V2 k1 28315 904 68189 K A pressão máxima é P3 P2 T3 T2 21674 2500 68189 P3 79463 kPa A energia adicionada é qH Cv T3 T2 0717 2500 68189 qH 13036 kJkg Por fim a pressão média é P η qH RT1P1 1 1γ 1 T1 T2 qH RT1P1 1 1γ se T1 28315 K T2 68189 K qH 13036 kJkg e P1 100 kPa P 10553 kPa 11103 a Pula tabula se T1 28315 K u1 2023 kJkg e ST1 68113 kJ kgK Dai σ ST2 ST1 R ln T2 v1 T1 v2 Resolvemos essa equação no Wolfram e temos T2 607 K e u2 441 kJ kg Logo u3 441 1800 2241 kJkg e da tabula T3 25758 K P3 907 25758 2832 P3 5730 kPa b De modo análogo Tu 1437 k e uu 1147 kJkg Logo WL u3 uu u2 u1 WL 855 kJkg e η 8551800 0475 c A potência média é calculada de modo análogo ao problema 1195 P WL v1 v2 855 090029 0120 1105 kPa