Questão 767855

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 \(\frac{T_f}{T_i}=\left(\frac{P_f}{P_i}\right)^{\frac{k-1}{k}}=\left(\frac{v_i}{v_f}\right)^{k-1}\) 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 \(v_4=v_3^6,\ v_3=\sqrt{0,5}m^3⁄kg,\ v_1=\frac{v_4}{10}\) e \(T_1=300\ k\) ?