Um ciclo de ar-padrão Otto tem uma taxa de compressão igual a 7,5 . No início da compressão,
e
. A massa de ar é 2 g e a temperatura máxima no ciclo é 960 K . Determine
a) O calor rejeitado, em kJ Resp:
b) O trabalho líquido, em kJ Resp:
c) A eficiência térmica Resp: 53,3%
d) A pressão média efetiva, em kPa Resp:
a) O calor rejeitado, em kJ Resp:
b) O trabalho líquido, em kJ Resp:
c) A eficiência térmica Resp: 53,3%
d) A pressão média efetiva, em kPa Resp:
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Otto de ar, com razão de compressão
, pressão inicial
, temperatura inicial
, massa de ar
e temperatura máxima do ciclo
.
O ar será tratado como gás ideal com capacidade térmica constante, razão de calores específicos , constante dos gases
,
O ar será tratado como gás ideal com capacidade térmica constante, razão de calores específicos
No ciclo Otto, aplicamos:
–
: compressão adiabática (isentrópica),
–
: aquecimento a volume constante,
–
: expansão adiabática,
–
: rejeição de calor a volume constante.
Passo 2
Calcular o estado
após a compressão isentrópica
:
Passo 3
No aquecimento
(volume constante), temos
. A pressão sobe segundo
Passo 4
Na expansão isentrópica
:
Passo 5
Calcular o calor rejeitado no processo
(volume constante):
Passo 6
Calcular o calor adicionado no processo
(volume constante):
Passo 7
O trabalho líquido no ciclo é
Passo 8
A eficiência térmica é
Passo 9
Para a pressão média efetiva usa-se
onde
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Resposta
a)
b)
c)
d)
b)
c)
d)