A câmara de combustão de um automóvel, mostrada na Fig. P5.107, contém inicialmente de ar a e . O ar é, então, comprimido num processo politrópico quase-estático, com expoente , até que o volume se torne igual a do inicial. Determine a pressão, a temperatura final e a transferência de calor neste processo.

Pessoal vamos começar resolvendo a questão da pressão e temperatura final.

Um processo politrópico possui a seguinte relação de pressão e volume:

Temos a pressão inicial, volume inicial e o volume final possui a seguinte relação com o inicial:

Isolando na fórmula politrópica, temos:

Substituindo :

Simplificando:

Substituindo valores, temos que a pressão final é:

Para determinar a temperatura final, vamos assumir que o ar é um gás ideal.

Aplicando a fórmula do gás ideal, temos que:

Estado inicial:

Estado final:

Temos pressão e volume final, única variável que falta é a massa, portanto, vamos calcular a massa do sistema com as condições do estado inicial.

Olhando na tabela encontraremos , convertendo , convertendo e substituindo valores:

Com a massa calculada, podemos determinar a temperatura final:

Substituindo valores, temos:

Para o cálculo do calor transferido é inevitável que teremos que determinar o trabalho, portanto:

Temos todos os valores para o cálculo, substituindo:

Com o trabalho calculado, partiu determinar o calor transferido:

Para conseguirmos aplicar a fórmula falta encontrar a energia interna do sistema em cada estado. Olhando na tabela , temos:

Para , .

Para ,

Substituindo na fórmula todos os valores, temos que o calor transferido é determinado por:

É isso galera, até aproxima.