Explique o que é uma mistura pobre em motores de combustão interna e como ela pode causar o superaquecimento do motor.

Passo 1

Beleza, então o enunciado pede pra gente explicar o que é mistura pobre num motor de combustão interna e como isso pode levar ao superaquecimento. O conteúdo aqui é química e termodinâmica de motores: vamos precisar entender a razão ar-combustível (AFR), o conceito de mistura estequiométrica e o efeito da sobra de ar na temperatura de queima.

Passo 2

Antes de tudo, mistura pobre significa que você tem mais ar do que o ideal para queimar todo o combustível. Em termos práticos usa-se a grandeza lambda:
é
Se , tem ar sobrando → mistura pobre. Para gasolina, AFR estequiométrico é cerca de 14,7:1 (14,7 partes de ar para 1 de combustível).

Passo 3

Por que isso importa? Em uma mistura pobre:
  1. A chama fica mais quente porque o excesso de ar favorece uma combustão “mais seca”.
  2. Menos combustível significa menos combustível líquido pra ajudar a “resfriar” as paredes do cilindro durante a vaporização e queima.
  3. A taxa de liberação de calor por unidade de massa de mistura cresce, elevando a temperatura máxima no cilindro.

Passo 4

Com a temperatura de combustão mais alta e menos efeito de resfriamento pela vaporização do combustível, as paredes da câmara e o bloco absorvem mais calor. Isso faz:
  • A temperatura do líquido de arrefecimento (água/anticongelante) subir além do normal.
  • Aumentar o risco de detonação (batida de pino), agravando ainda mais o calor local.
  • Sobrecarga do sistema de refrigeração, que pode não dar conta do calor extra, resultando em superaquecimento do motor.

Resposta

Uma mistura pobre é aquela em que há excesso de ar em relação ao combustível ( ), ou seja, AFR real acima do AFR estequiométrico. Isso eleva a temperatura de combustão e reduz o efeito de resfriamento do combustível, fazendo com que o motor absorva mais calor do cilindro e possa superaquecer.

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