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
e
. 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:
Então,
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 (
) é 16. A fórmula para isso é:
Onde
é a razão dos calores específicos (
). 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 (
) é 2, o que significa que o volume dobrará durante esse processo. A fórmula para encontrar
é:
Substituindo os valores:
Calculando
:
Então,
Resposta
A temperatura após o processo de fornecimento de calor é aproximadamente
.