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Examine o gráfico abaixo.
O ciclo Brayton é o ciclo ideal que modela os processos termodinâmicos realizados pelo fluido de trabalho em turbinas a gás. Nesse ciclo, o ar atmosférico é o fluido de trabalho, sendo considerado como gás ideal, possuindo constante k = c_p/c_v = 1,4 (razão dos calores específicos à pressão e volume constantes). No gráfico Temperatura x Entropia (T x s) deste ciclo, mostrado acima, é possível observar que no processo 1→2 ocorre a compressão isentrópica e no processo 3→4 ocorre a expansão isentrópica do ar atmosférico. Além disso, no processo 2→3 ocorre o fornecimento de calor (representado por q_ent) à pressão constante, e no processo 4→1 ocorre a rejeição de calor (representado por q_sai) à pressão constante. Sabe-se que, para gases ideais que realizam um processo isentrópico, a expressão
é válida, onde T, P e v representam, respectivamente, a temperatura, a pressão e o volume específico do gás, e os subscritos i e f indicam, respectivamente, o estado inicial e o estado final do processo. Com base nessas informações, qual é a temperatura máxima que o fluido de trabalho atinge neste ciclo, sabendo que v₄ = v₃⁶, v₃ = √0,5 m³/kg, v₁ = v₄/10 e T₁ = 300 K?
O ciclo Brayton é o ciclo ideal que modela os processos termodinâmicos realizados pelo fluido de trabalho em turbinas a gás. Nesse ciclo, o ar atmosférico é o fluido de trabalho, sendo considerado como gás ideal, possuindo constante k = c_p/c_v = 1,4 (razão dos calores específicos à pressão e volume constantes). No gráfico Temperatura x Entropia (T x s) deste ciclo, mostrado acima, é possível observar que no processo 1→2 ocorre a compressão isentrópica e no processo 3→4 ocorre a expansão isentrópica do ar atmosférico. Além disso, no processo 2→3 ocorre o fornecimento de calor (representado por q_ent) à pressão constante, e no processo 4→1 ocorre a rejeição de calor (representado por q_sai) à pressão constante. Sabe-se que, para gases ideais que realizam um processo isentrópico, a expressão
é válida, onde T, P e v representam, respectivamente, a temperatura, a pressão e o volume específico do gás, e os subscritos i e f indicam, respectivamente, o estado inicial e o estado final do processo. Com base nessas informações, qual é a temperatura máxima que o fluido de trabalho atinge neste ciclo, sabendo que v₄ = v₃⁶, v₃ = √0,5 m³/kg, v₁ = v₄/10 e T₁ = 300 K?