Um motor a gasolina é alimentado com ar a 95 kPa e 300K. O ar então é comprimido num processo que apresenta relação de compressão volumétrica igual a 8 para 1. Sabendo que o combustível libera 1300 kJ/kg de energia térmica para o ar no processo de combustão, determine a temperatura e a pressão imediatamente após o processo de combustão. Dado:
Passo 1
Vamos anotar os dados da questão antes de começar a resolver:
Beleza, o que queremos então é a pressão e temperatura logo após a combustão, ou seja, o estado 3. Vamos lembrar que o processo 1 – 2 é isentrópico e 2 – 3 é isovolumétrico.
Passo 2
Como estamos falando de vários processos consecutivos é legal ir resolvendo o primeiro, depois o segundo, o terceiro e assim por diante. Desta forma vamos achando os dados de todos os estados. Então neste passo vamos achar a pressão e temperatura do estado 2, por meio daquelas relações isentrópicas:
Para a temperatura
Para a pressão
Passo 3
E agora, seguindo o caminho do ciclo vamos analisar o processo 2 – 3. Como este processo é um processo isovolumétrico, então a a transferência de calor é dada por:
Passo 4
Por último utilizaremos a relação de Clapeyron para achar a pressão no estado 3.