Um motor a diesel ideal tem uma razão de compressão de 20 e usa ar como fluido de trabalho. O estado do ar no início do processo de compressão é de 95 kPa e
. Considerando que a temperatura máxima do ciclo não pode exceder 2200 K , determine a eficiência térmica. Considere calores específicos constantes para o ar à temperatura ambiente.
V
Tabela A 20
1
V
Tabela A 20
Passo 1
Beleza, vamos resumir a parada:
O enunciado pede a eficiência térmica de um ciclo Diesel ideal, usando ar (com e
constantes) com razão de compressão
. Sabemos o estado 1 (
,
) e a temperatura máxima do ciclo
.
Conteúdo: ciclo Diesel (adiabático + isobárico + adiabático + isocórico), leis dos gases ideais e calor específico constante.
O que vamos precisar:
O enunciado pede a eficiência térmica de um ciclo Diesel ideal, usando ar (com
Conteúdo: ciclo Diesel (adiabático + isobárico + adiabático + isocórico), leis dos gases ideais e calor específico constante.
O que vamos precisar:
- Exponente adiabático
. - Calcular
da compressão adiabática. - Calcular razão de corte
(do aquecimento isobárico). - Usar a fórmula da eficiência do ciclo Diesel:
Passo 2
Primeiro,
e a temperatura
após a compressão adiabática 1→2.
–
– Em processo adiabático reversível pV =cste, vale também
–
– Em processo adiabático reversível pV
Substituindo:
Passo 3
Agora o aquecimento a pressão constante 2→3. Num processo isobárico,
, logo
Passo 4
Chegou a hora da fórmula da eficiência do ciclo Diesel:
Vamos calcular as partes:
-
. -
. -
. -
. - Fração interna:
- Então
Portanto
Resposta
A eficiência térmica do ciclo Diesel ideal é aproximadamente 63,4%.