- O ar de admissão em um motor a gasolina entra com pressão de 95 kPa e temperatura de 300 K . Esse ar, então, passa por um compressor volumétrico com razão de compressão 10:1. No processo de combustão, é liberada energia de
. Determine a temperatura e a pressão após a combustão, utilizando as propriedades do ar frio.
Passo 1
O enunciado diz que o ar entra no motor com pressão
kPa e temperatura
K. Em seguida ele é comprimido por um compressor volumétrico com razão de compressão de
(isto é,
). Depois há combustão com liberação de
kJ/kg de calor. Vamos modelar isso como um ciclo Otto ideal usando ar perfeito com propriedades do ar frio (constantes):
kJ/(kg\cdot K),
kJ/(kg\cdot K),
.
Precisamos achar a pressão e a temperatura logo após a combustão ( e
).
Precisamos achar a pressão e a temperatura logo após a combustão (
Passo 2
Na compressão isentrópica ideal válida para ar perfeito temos
onde
é a razão de compressão de pressões. Logo,
Passo 3
Na combustão do ciclo Otto ideal a adição de calor ocorre a volume constante, então a temperatura sobe segundo
com
kJ/kg e
kJ/(kg\cdot K). Assim,
Passo 4
Como a combustão se dá a volume fixo, vale a relação de gás ideal
logo
Resposta
Temperatura após combustão:
K
Pressão após combustão: MPa
Pressão após combustão: