Enunciado

Durante a partida do motor de um automóvel de quatro tempos, o pistão é forçado para baixo enquanto a mistura de produtos da combustão e do ar sofre uma expansão adiabática. Suponha que (1) o motor esteja funcionando em 2500 ciclos/min, (2) a pressão do manômetro imediatamente antes da expansão seja 20,0 atm, (3) os volumes da mistura imediatamente antes e após a expansão sejam 50,0 cm3 e 400 cm3, respectivamente (Fig. P17.54), (4) o intervalo de tempo para a expansão seja de um quarto do ciclo total, e (5) a mistura se comporte como um gás ideal em relação ao calor específico 1,40. Encontre a potência média gerada durante a partida do motor.

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Para resolver essa questão iremos usar:

P = E Δ t

Podemos achar E :

Δ E i n t e r = Q + W

Como é adiabático:

Q = 0

Então:

Δ E i n t e r = W

Temos:

P = W Δ t

Podemos achar Δ t :

Δ t = 1 4 T

Sendo T :

T = 1 f

Então:

Δ t = 1 4 f

Podemos achar W :

W = n C V Δ T

O gás é diatômico:

C V = 5 2 R

Então:

W = 5 2 n R Δ T

Podemos fazer:

n R Δ T = Δ P V

Então:

W = 5 2 Δ P V

W = 5 2 P f V f - P i V i

Podemos achar P f :

P i V i γ = P f V f γ

Isolando P f :

P f = P i V i γ V f γ

P f = P i V i V f γ

Convertendo:

1   a t m = 1,013 × 10 5   P a

20   a t m = 2,026 × 10 6   P a

Passo 2

Encontrando P f :

P f = 2,026 × 10 6 ⋅ 50 × 10 - 6 400 × 10 - 6 1,4

P f = 1,102 × 10 5   P a

Passo 3

Encontrando W :

W = 5 2 1,102 × 10 5 ⋅ 2,026 × 10 6 - 2,026 × 10 6 ⋅ 50 × 10 - 6

W = - 143,050   J

Por ser um ciclo:

W ' = - W

W ' = 143,050   J

Passo 4

Encontrando Δ t :

Δ t = 1 4 ⋅ 41,7

Δ t = 5,995 × 10 - 3   s

Passo 5

Encontrando P :

P = W ' Δ t

P = 143,050   5,995 × 10 - 3

P = 2,386 × 10 4   W

Mandamos bem nessa!!!!!!

Até a próxima questão..............

Resposta

P = 2,386 × 10 4   W

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