Exercícios Resolvidos de Estados, Processos e Propriedades Intensivas e Extensivas
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Imagine um motor de combustão interna apresentado na figura. A função dele é mover o êmbolo através da explosão da mistura de ar com combustível.
A operação desse equipamento pode ser dividida em quatro tempos:
- Admissão: O ar e o combustível entram através da abertura da vávula 1. Essa entrada da mistura empurra o êmbolo para cima.
- Compressão: A válvula 1 se fecha e a mistura de ar com combustível é comprimida pelo êmbolo. Isso aumenta sua pressão e diminui seu volume.
- Explosão: Uma centelha elétrica gerada no interior da mistura à alta pressão causa uma reação de combustão, formando gás carbônico e água no fim do processo.
- Exaustão: A válvula 2 se abre e os gases produtos da cobustão são expelidos. Esse processo é tão rápido, que não há variação de volume durante ele. Essa etapa torna o equipamento pronto para iniciar um novo ciclo.
Podemos dizer que o ar e o combustível que entram no cilindro na admissão percorrem um ciclo termodinâmico ao fim dos quatro processos?
Passo 1
O enunciado quer saber, se o ar e o combustível que entram no cilindro no início de seu funcionamento completam um ciclo termodinâmico ao fim do ciclo mecânico do motor. Para poder responder precisamos separar o entendimento em duas etapas.
- Saber o que é um ciclo termodinâmico.
- Entender por quais processos o ar e o combustível passam durante os quatro tempos do motor e comparar isso ao conceito de ciclo termodinâmico.
Passo 2
Quando um sistema, num estado incial, passa por alguns processos, mas, ao final deles, retorna ao seu estado incial, falamos que o sistema realizou um ciclo.
Passo 3
Agora nossa pergunta passou a ser: a mistura de ar e combustível retorna ao seu estado incial, de quando entrou no cilindro, ao término dos quatro processos?
Como a mistura reage no processo de explosão, ela passa a ser composta por outros gases. Logo, o seu estado final é diferente do seu estado inicial. Por isso dizemos que a mistura não percorre um ciclo termodinâmico durante o funcionamento do motor.
Resposta
Não, porque o estado final da mistura de ar e combustível na exaustão é diferente do seu estado inicial na admissão.