Um motor a diesel ideal tem uma taxa de compressão de 16 e utiliza o ar como fluido de trabalho. O estado de ar no início do processo de compressão é de 95 kPa e 25^{\circ} \mathrm{C}. Se a temperatura máxima do ciclo não deve exceder 1800 K , determinar (a) a razão de corte, (b) calor fornecido por unidạde de massa, (c) o calor rejeitado por
unidade de massa, (d) a eficiência térmica e (e) a pressão média efetiva.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Diesel ideal com razão de compressão r=16, fluido de trabalho ar, estado inicial de compressão em p_{1}=95\\ \text{kPa} e T_{1}=25^\circ\mathrm{C} e temperatura máxima do ciclo T_{3}=1800\\ \text{K}. Vamos usar o fato de que o ciclo Diesel ideal tem quatro processos:
Compressão isentrópica 1\to2
Adição de calor a pressão constante 2\to3
Expansão isentrópica 3\to4
Rejeição de calor a volume constante 4\to1
Usaremos as propriedades tabeladas do ar (volumes específicos v, entalpias h e energias internas u) para os estados 1,2,3 e 4. A partir daí calcularemos:
(a) razão de corte \rho=V_{3}/V_{2},
(b) calor fornecido por kg q_{\text{in}},
(c) calor rejeitado por kg q_{\text{out}},
(d) eficiência térmica \eta,
(e) pressão média efetiva \mathrm{pmf}.
Passo 2
Para obter \rho precisamos dos volumes específicos nos estados 2 e 3, que estão na tabela: