Um ciclo padrão ar de Diesel possui uma razão de compressão de 16 e uma razão de corte igual a 2. No início do processo de compressão, o ar está a 95 kPa e 27^circ C. Considerando os calores específicos constantes, determine: (a) A temperatura após o processo de fornecimento de calor

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício sobre o ciclo de Diesel, que é um tipo de motor de combustão interna. A questão fala sobre a razão de compressão e a razão de corte, além de nos dar a pressão e temperatura iniciais do ar. A gente precisa encontrar a temperatura depois que o calor foi fornecido durante o ciclo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente as relações de processos adiabáticos e de calor constante.

Passo 2

Primeiro, vamos converter a temperatura inicial de Celsius para Kelvin, porque nas equações de termodinâmica a gente usa Kelvin. A fórmula é bem simples:
T(K) = T(°C) + 273,15
Então,
T1 = 27 + 273,15 = 300,15 , K

Passo 3

Agora, vamos calcular a temperatura após a compressão adiabática. No ciclo de Diesel, o ar é comprimido adiabaticamente, ou seja, sem troca de calor com o ambiente. A relação de compressão ( T2 = T1 times r^gamma - 1 ) é 16. A fórmula para isso é:
T2 = 300,15 times 16^0,4
Onde 16^0,4 = 2,639 é a razão dos calores específicos ( T2 = 300,15 times 2,639 approx 792,88 , K ). Para o ar, geralmente usamos .
Então,
Primeiro, calculamos :
Então,

Passo 4

Depois da compressão, ocorre o fornecimento de calor a pressão constante. A razão de corte ( T3 = T2 times rc^gamma - 1 ) é 2, o que significa que o volume dobrará durante esse processo. A fórmula para encontrar T3 = 792,88 times 2^0,4 é:
2^0,4 approx 1,3195
Substituindo os valores:
T3 = 792,88 times 1,3195 approx 1046,52 , K
Calculando :
Então,

Resposta

A temperatura após o processo de fornecimento de calor é aproximadamente .

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