Em um motor Diesel, a taxa de compressão é 15 . A compressão inicia a 0,1 Mpa e a
. O calor transferido é
. Encontre:
A temperatura ao final da expansão isoentrópica;
A temperatura ao final da expansão isoentrópica;
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o enunciado tá pedindo. É um ciclo Diesel (aquele ciclo termodinâmico com compressão isentrópica, adição de calor a pressão constante e expansão isentrópica).
Dados:
Dados:
- Razão de compressão
- Estado 1:
, - Calor adicionado (de 2 para 3):
O que a gente quer: a temperatura ao final da expansão isentrópica (estado 4), ou seja
.
Vamos precisar dos seguintes pontos da teoria:
Vamos precisar dos seguintes pontos da teoria:
- Propriedades do ar:
e . - Fórmulas do ciclo Diesel:
1–2: compressão isentrópica
2–3: aquecimento a pressão constante
3–4: expansão isentrópica
E vamos lembrar que no ciclo Diesele (pois P2=P3).
Passo 2
Calcular
após a compressão isentrópica (1→2).
Fórmula:
Fórmula:
Substituindo:
Passo 3
Calcular
após a adição de calor a pressão constante (2→3).
Usamos , então
Usamos
Passo 4
Determinar a “taxa de corte”
.
Como 2→3 é pressão constante, vale
Como 2→3 é pressão constante, vale
Passo 5
Calcular
após a expansão isentrópica (3→4).
Na expansão: , então
Na expansão:
Substituindo tudo:
Resposta
A temperatura ao final da expansão isentrópica é aproximadamente