Um motor Diesel tem temperatura e pressão do ar antes do processo de compressão iguais a 300 K e 95 kPa . Sabendo que a relação de compressão é igual a 20: 1 e a combustão adiciona 1300 kJ / kg, determine a temperatura após a combustão, utilizando as propriedades do ar frio.

Passo 1

O enunciado descreve um ciclo Diesel em que o ar entra a T1=300 K e p1=95 kPa, é comprimido de forma isentrópica até uma razão de compressão r=20 e depois recebe calor qin=1300 kJ/kg a pressão constante. Usaremos as propriedades do ar frio ( gamma=1,4, cp=1,005 kJ/(kgcdot K)) para encontrar a temperatura logo após a combustão, T3.

Passo 2

Na compressão isentrópica vale
T2 = T1,r^gamma-1

Passo 3

Substituindo os valores:
T2 = 300 Ktimes 20^1,4-1 =300times 20^0,4 approx 300times 3,314 approx 994 K

Passo 4

Na adição de calor a pressão constante,
qin = cp,(T3 - T2),
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T3 = T2 + qincp

Passo 5

Calculando T3:
T3 = 994 K + 1300 kJ/kg1,005 kJ/(kgcdot K) approx 994 + 1293,5 approx 2287,5 K

Resposta

A temperatura após a combustão é aproximadamente T3 = 2288 K.

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