Eficiência Térmica

Na Eq.2 (acima) Q_s nunca é zero, portanto, apenas uma fração do calor transferido para a máquina térmica é convertida em trabalho líquido. Esta fração é chamada de eficiência térmica e está expressa nas Equações 3 e 4.

Dispositivos cíclicos como máquinas térmicas, refrigeradores e bombas de calor, operam entre reservatórios de alta e baixa temperaturas, conforme a Fig. 7, onde:

· Q_Q= calor transferido do reservatório de alta temperatura (T_Q) para o dispositivo

· Q_F = calor transferido do dispositivo para o reservatório de baixa temperatura (T_F)

Figura 7 - Esquema de um máquina térmica entre reservatórios de alta e baixa temperatura

Fonte: (ÇENGEL; BOLES; CÁZARES, 1996)

Assim, o trabalho líquido pode ser obtido da Eq. 5. Observe que os valores de Q_Qe Q_F estão entre módulos e que a eficiência de uma máquina térmica é sempre menor que 1.

As eficiências térmicas são relativamente baixas, por isso, quase metade da energia fornecida termina em rios, lagos ou atmosfera. Por exemplo:

· para motores de ignição por centelha a gasolina a eficiência é de cerca de 0,25;

· para motores a diesel 0,40; e

· para turbinas é de cerca de 0,60.

Exercício Resolvido:

A potência no eixo do motor de um automóvel é 136 HP e a eficiência térmica do motor é igual a 30%. Sabendo que a queima do combustível fornece 35000 kJ/kg ao motor, determine a taxa de transferência de calor para o ambiente e a vazão mássica de combustível consumido em kg/s.