A relação de compressão de um motor a gasolina é de 9 para 1. O estado do ar antes da compressão é 290K e 90 kPa e a temperatura máxima do ciclo é de 1800K. Determine a pressão após a expansão, o trabalho líquido e a eficiência do ciclo. Dado: ;
Passo 1
Vamos anotar os dados da questão antes de começar a resolver:
O problema pede, a pressão após a expansão, o trabalho líquido e a eficiência do ciclo. Como a eficiência depende apenas da relação de compressão, esse vai ser nosso primeiro cálculo.
Passo 2
Calcular a eficiência do ciclo por meio da equação
Passo 3
Vamos achar a pressão e temperatura do estado 2, por meio daquelas relações isentrópicas:
Para a temperatura
Para a pressão
Passo 4
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 5
Com a eficiência e o calor quente podemos achar o trabalho líquido
Passo 6
Utilizaremos a relação de Clapeyron para achar a pressão no estado 3.
Passo 7
Com a relação de pressão e volume para isentrópicas vamos achar a pressão após a expansão.