Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 105
Num ciclo-padrão a ar Otto, toda a transferência de calor ocorre a volume constante. Seria mais realístico admitir que parte de ocorre após o pistão ter iniciado o movimento descendente do curso de expansão. Portanto, considere um ciclo similar ao de Otto, onde os primeiros dois terços do total ocorrem a volume constante e que o terço final ocorre a pressão constante. Admita que o total deste ciclo seja , que a pressão e a temperatura no início do processo de compressão sejam iguais a e , e que a relação de compressão seja . Calcule o rendimento térmico, os valores máximos para a pressão e a temperatura no ciclo e compare os resultados obtidos com aqueles referentes ao ciclo Otto convencional que apresenta as mesmas características.
Passo 1
Vem comigo resolver esse problema?
Pronto?
Bora lá!
Começamos nosso problema analisando e separando em etapas:
Seguindo, pela Tabela A.5, temos que:
Agora, devemos calcular e , como temos uma compressão reversível e adiabática, ou seja, isentrópica, podemos calcular da seguinte forma:
Substituindo os dados:
Agora, calculando :
Passo 2
Analisando o processo de combustão a volume constante, conseguimos calcular a temperatura e pressão máxima do sistema.
Calculando :
Calculando :
Passo 3
Seguindo para o processo de expansão, temos que calcular e :
Agora, calcularemos a razão calcular :
Calculando :
Passo 4
Como:
Substituindo os doados:
Agora, temos os dados necessários e podemos calcular o rendimento térmico:
Já para o ciclo de Otto:
Comparando os dois, percebemos uma leve diferença!