Um motor a combustão opera conforme o ciclo Diesel. A pressão e a temperatura mínimas do ciclo são iguais a 97 kPa e
. Sabendo-se que a pressão e a temperatura máximas do ciclo são iguais a
e
, calcule:
Dados:
O trabalho líquido.
Dados:
O trabalho líquido.
Passo 1
Beleza, então o que a gente tem aqui é um motor que funciona no ciclo Diesel. Os dados são:
- Pressão mínima
e temperatura mínima . - Pressão máxima
e temperatura máxima . - Constantes do gás:
, e .
O que a gente quer encontrar é o trabalho líquido específico do ciclo, ou seja, o quanto de trabalho esse ciclo entrega por quilo de fluido.
Para isso, vamos usar:
Para isso, vamos usar:
- Relação isentrópica para achar
e . - Balanço de energia (calor adicionado e calor rejeitado) para achar o trabalho líquido
.
Passo 2
Primeiro, convertemos as temperaturas para Kelvin e identificamos pressões:
Agora, no processo 1–2 (compressão isentrópica):
Passo 3
No processo 3–4 (expansão isentrópica de
até
):
Passo 4
Agora calculamos o calor adicionado e rejeitado:
- Calor adicionado no processo 2–3 (à pressão constante):
- Calor rejeitado no processo 4–1 (a volume constante). Primeiro,
.
Passo 5
Finalmente, o trabalho líquido específico é a diferença entre calor adicionado e rejeitado:
Resposta
O trabalho líquido específico do ciclo Diesel é aproximadamente