Um ciclo Diesel padrão a ar absorve
de calor na etapa DA. A pressão e a temperatura no início da etapa de compressão são 1 bar e
, e a pressão ao final da etapa de compressão é de 4 bar. Considerando o ar um gás ideal
e
, qual é a razão de compressão e qual a razão de expansão do ciclo?
Passo 1
Beleza, então o exercício é sobre o ciclo Diesel (matéria: termodinâmica, processos adiabáticos e isobáricos em gás ideal).
O que a gente sabe:
O que a gente sabe:
- O ar é gás ideal com
e ( ). - No início da compressão (estado 1) temos
e . - No fim da compressão (estado 2)
. - O calor absorvido na etapa de pressão constante (estado 2→3) é
.
Precisamos achar:
- razão de compressão
- razão de expansão (expansion ratio)
A partir do Passo 2 a gente resolve de fato.
Passo 2
Primeiro, uso a adiabática reversível na compressão (1→2):
Substituindo
e
:
Passo 3
Com a razão de compressão em mãos, calculo a temperatura no fim da compressão (estado 2) via
Passo 4
Na etapa 2→3 (pressão constante) entra calor
. Logo
Então
Passo 5
Para achar a razão de expansão
, uso duas coisas:
- no processo 2→3 é isobárico, então
. - no fim da expansão (3→4, adiabática) o volume volta a
, que é igual a .
Logo
Substituindo números:
Resposta
Razão de compressão
Razão de expansão
Razão de expansão