O ciclo que você analisou predente representam o ciclo de um motor a diesel, cujas etapas são: (i) após a entrada de ar, este é comprimido pelo pistão até que sua pressão e temperatura se elevem o suficiente para inflamar o óleo que começa a ser injetadoao final da compressão; (ii)a injeção do combustível se dá a uma taxa tal que a combustão ocorre a pressão constante; (iii) os produtos quentes da combustão empurram o pistão para fora e a pressão e temperatura caem; (iv) o gás, a temperatura e pressão superiores à atmosférica, escapa por um vávula, sem movimento do pistão. Discuta como estas etapas podem ser associadas às transformações do ciclo acima.

Passo 1

Então, a gente tem um exercício que fala sobre o ciclo de um motor a diesel. A questão descreve quatro etapas desse ciclo e pede para associar cada uma delas às transformações do ciclo termodinâmico correspondente. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos básicos do ciclo Diesel e relacionar cada etapa operacional às transformações termodinâmicas que ocorrem nesse ciclo.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como funciona o ciclo Diesel. Ele geralmente é composto por quatro processos:
  1. Compressão adiabática (onde o ar é comprimido sem troca de calor),
  2. Adição de calor a pressão constante (injeção do combustível e combustão),
  3. Expansão adiabática (onde os gases expandem fazendo o pistão se mover),
  4. Rejeição de calor a volume constante (exaustão dos gases).

Passo 3

Agora, vamos associar as etapas descritas no enunciado a esses processos:
  • Etapa (i): O ar é comprimido pelo pistão, aumentando pressão e temperatura até inflamar o óleo. Isso corresponde à compressão adiabática do ciclo Diesel, onde o ar é comprimido sem troca de calor com o ambiente.
  • Etapa (ii): A injeção do combustível ocorre de forma que a combustão acontece a pressão constante. Isso se encaixa na adição de calor a pressão constante, onde o combustível é injetado e queima mantendo a pressão constante do sistema.

Passo 4

  • Etapa (iii): Os produtos da combustão empurram o pistão para fora, reduzindo pressão e temperatura. Isso representa a expansão adiabática, onde os gases em alta pressão expandem, realizando trabalho sobre o pistão sem troca de calor.
  • Etapa (iv): O gás excedente é expelido por uma válvula mantendo temperatura e pressão acima da atmosférica, sem movimento do pistão. Essa etapa corresponde à rejeição de calor a volume constante, onde os gases são expelidos sem realizar trabalho adicional.

Resposta

Portanto, as etapas do ciclo do motor a diesel descritas no enunciado podem ser associadas às transformações do ciclo termodinâmico da seguinte maneira:
  1. Compressão adiabática,
  2. Adição de calor a pressão constante,
  3. Expansão adiabática,
  4. Rejeição de calor a volume constante.

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