Trabalho Maquinas Térmicas

Projeto 1

Num diagrama PV, definir dois estados termodinâmicos E1(P1, V1) e E2(P2, V2), relativamente próximos, mas com P1≠P2 e V1≠V2.

Plotar:

• Duas isentrópicas (a e b) passando por E1 e E2, interceptadas por uma isotérmica (c) de forma que todo o calor trocado no processo original de E1 até E2, ocorra somente na isotérmica 3-4 e que o trabalho entre os dois caminhos seja o mesmo (W1-3-4-2 = W1-2), conforme a figura abaixo:

[pic 1]

Resposta:

Para a solução do problema foi traçado um gráfico de Pressão versus Volume, onde foram escolhidos 3 estados termodinâmicos, ou seja, três pontos. Deste modo as interações entre calor e trabalho fossem de modo que ao final formassem um triângulo, como segue na Figura 1:

Figura 1 – Gráfico de Pressão X Volume

[pic 2]

Fonte – elaboração própria, apêndice A

Aplicando o Equation Window  do ESS, foi possível obter os valores de temperatura e entropia para cada um dos três estados termodinâmicos, como é mostrado abaixo na Figura 2:

Figura 2 – Gráfico Temperatura X Entropia

[pic 3]

Fonte – elaboração própria, apêndice A

Para os demais valores foi analisado as áreas acima dos processos nos gráficos acima. Abaixo temos os valores obtidos no ESS.

[pic 4]

Referências:

[1] Material e aulas ministradas pelo Professor Carlos Alberto Gurgel Veras

[2] ÇENGEL, Yunus A.; BOLES, Michael A. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre, RS: AMGH, 2013. 1018 p

Apêndice A

Código EES

"Condições iniciais"

P_1=2900                                                "p entrada"

V_1=0,03                                                  "v entrada"

P_2=500                                                    "p2"

V_2=0,03                                                   "v2"

P_3=2900                                                   "p3"

V_3=0,27                                                     "v3"

P_4=2900                                                    "p4"

V_4=0,03                                                     "v4"

"Para P1 e V1"

T_1= T(Air, P= P_1; v=V_1)

S_1= s(Air, P= P_1; v=V_1)

H_1= h(Air, P= P_1; v=V_1)

Cv_1= Cv(Air; T= T_1)

Cp_1= Cp(Air; T= T_1)

"Para P2 e V2"

T_2= T(Air, P= P_2; v=V_2)

S_2= s(Air, P= P_2; v=V_2)

H_2= h(Air, P= P_2; v=V_2)

Cv_2= Cv(Air; T= T_2)

Cp_2= Cp(Air; T= T_2)

"Para P3 e V3"

T_3= T(Air, P= P_3; v=V_3)

S_3= s(Air, P= P_3; v=V_3)

H_3= h(Air, P= P_3; v=V_3)

Cv_3= Cv(Air; T= T_3)

Cp_3= Cp(Air; T= T_3)

"Para P4 e V4"

T_4= T(Air, P= P_4; v=V_4)

S_4= s(Air, P= P_4; v=V_4)

H_4= h(Air, P= P_4; v=V_4)

Cv_4= Cv(Air; T= T_4)

...