Em um ciclo padrão Otto, a taxa de compressão é 7 e a compressão se inicia a
e
. A máxima temperatura do ciclo é
. Pede-se:
O calor fornecido por kg de ar;
O calor fornecido por kg de ar;
Passo 1
Então, o enunciado diz que a gente tem um ciclo Otto (aquele ciclo ideal de motorzinho) com taxa de compressão
. A entrada do ar é a
e
, a temperatura máxima no ciclo é
e a gente quer achar o calor fornecido por quilo de ar, ou seja,
em
.
Conteúdo da matéria: termodinâmica de gás ideal no ciclo Otto, processo isentrópico e calor em volume constante. Vamos precisar do (índice adiabático) e do
(calor específico a volume constante) do ar ideal.
Conteúdo da matéria: termodinâmica de gás ideal no ciclo Otto, processo isentrópico e calor em volume constante. Vamos precisar do
Passo 2
Primeiro, converte tudo pra Kelvin e define parâmetros:
T1 em Kelvin:
T1 em Kelvin:
T3 em Kelvin:
Para o ar, a gente costuma usar
e
.
No ciclo Otto, a compressão (1→2) é isentrópica, então vale:
No ciclo Otto, a compressão (1→2) é isentrópica, então vale:
Passo 3
Aplica a fórmula de isentrópico pra achar
:
Calculando
Passo 4
Agora, o calor fornecido
no ciclo Otto é só o calor adicionado a volume constante (processo 2→3), então:
Essa fórmula vem da primeira lei da termodinâmica para processo
Passo 5
Substitui os valores:
Resposta
O calor fornecido por quilo de ar é aproximadamente