Um motor a gasolina é alimentado com ar a 95 kPa e 300 K . O ar é, então, comprimido em um processo que apresenta relação de compressão volumétrica igual a 8:1. Considerando as propriedades do ar frio e sabendo que o combustível libera
de ar no processo de combustão, determine:
c) O calor rejeitado no ciclo.
c) O calor rejeitado no ciclo.
Passo 1
Ok, vamos lá! A questão fala sobre um motor a gasolina que comprime o ar com uma certa relação volumétrica e libera energia durante a combustão. O conteúdo que vamos usar aqui é da Termodinâmica, especificamente sobre ciclos termodinâmicos de motores. Para resolver, vamos precisar entender a eficiência do ciclo e como calcular o calor rejeitado com base na energia liberada durante a combustão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a eficiência do ciclo de combustão. Em motores ideais, como o ciclo Otto, a eficiência (
) depende da razão de compressão (
) e da razão dos calores específicos (
) do ar. A fórmula da eficiência é:
Para o ar,
é aproximadamente 1,4. Com a relação de compressão
:
Passo 3
Calculando
:
Então, a eficiência fica:
Passo 4
Sabemos que a energia liberada na combustão (
) é de 1300 kJ/kg. O calor rejeitado (
) pode ser encontrado usando a relação:
Rearranjando para
:
Substituindo os valores:
Resposta
O calor rejeitado no ciclo é de aproximadamente 566 kJ/kg.