Questão 8, UFF, P2-2015.2
O funcionamento do motor a gasolina de seu carro pode ser tratado pelo modelo do Ciclo de Otto representado na figura abaixo. Neste motor, é o fator de compressão:
O trabalho útil do Ciclo de Otto em cada ciclo vale:
Passo 1
Bom, segundo a primeira lei da termodinâmica, o trabalho de uma transformação adiabática pode ser calculado por:
Como:
Como pode ser calculado por:
Então:
Passo 2
Mas não é nesse formato que estão as respostas, não é verdade?
Bom, vamos tentar alterar um pouco o formato da equação que achamos:
Temos:
Vamos usar as equações:
Pra modifica-la:
Substituindo na equação inicial:
Passo 3
Beleza, já achamos uma equação que representa o trabalho de uma transformação adiabática. Bora calcular o trabalho total do sistema agora: Só há realização de trabalho nos trechos e . Os outros trechos ocorrem a volume constante.
Assim:
E:
O trabalho total será dado pela soma dos trabalhos:
Resposta
a)