Considere o ciclo do problema anterior (4.b.9) como um modelo para os processos em cada cilindro de um motor de ignição por centelha de 4 tempos. Se o motor tem 4 cilindros e a rotação é de 1200 RPM. Determinar a potência do motor em kW.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a potência de um motor de ignição por centelha de 4 tempos que tem 4 cilindros e está girando a 1200 RPM. O assunto aqui é potência de motores térmicos. Para resolver, vamos precisar entender como a rotação do motor e o número de cilindros influenciam na potência total.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que significa RPM. RPM significa rotações por minuto e indica quantas vezes o eixo do motor completa uma volta completa em um minuto. No nosso caso, o motor está girando a 1200 RPM.
Passo 3
Como é um motor de 4 tempos, cada cilindro completa um ciclo de trabalho a cada duas rotações do motor. Ou seja, a cada 2 RPM, um cilindro realiza um ciclo completo.
Passo 4
Com 4 cilindros, podemos calcular o número total de ciclos por minuto. Já que cada cilindro faz um ciclo a cada 2 rotações, e temos 4 cilindros, o total de ciclos por minuto é:
Passo 5
Agora, precisamos saber o trabalho realizado por ciclo para poder calcular a potência. Supondo que o trabalho por ciclo seja
(em joules), a potência
pode ser calculada usando a fórmula:
Mas para termos ciclos por segundo, dividimos os ciclos por minuto por 60:
Passo 6
Substituindo na fórmula da potência:
Para encontrar a potência em kilowatts, precisamos do valor de
. Se esse valor não for dado, precisamos de mais informações para calcular
.
Passo 7
Porém, se considerarmos que cada ciclo realiza um trabalho determinado, por exemplo,
J, então:
Mas sem o valor específico de
, a resposta geral fica em função de
.
Resposta
A potência do motor é
kW, onde
é o trabalho realizado por ciclo em joules.