Motor a gasolina. Um motor a gasolina consome 16.100 J de calor e realiza 3.500 J de trabalho em cada ciclo. O calor é obtido pela queima de gasolina com calor de combustão igual a
. Qual é a eficiência térmica? (b) Qual é a quantidade de calor rejeitada em cada ciclo? (c) Qual é a massa de combustível queimada em cada ciclo? (d) Se o motor gira com 60,0 ciclos por segundo, qual é a potência fornecida pelo motor em quilowatts?
Passo 1
O enunciado diz que o motor recebe
J de calor por ciclo, realiza trabalho
J por ciclo e rejeita o resto do calor. O calor de combustão da gasolina é
J/g. Vamos usar:
– Definição de eficiência térmica .
– Primeira lei da termodinâmica em ciclo: .
– Energia liberada por massa de combustível: .
– Potência: , onde
é o número de ciclos por segundo.
– Definição de eficiência térmica
– Primeira lei da termodinâmica em ciclo:
– Energia liberada por massa de combustível:
– Potência:
Passo 2
Calcular a eficiência térmica usando
Substituindo,
Passo 3
Encontrar o calor rejeitado em cada ciclo pela diferença
Passo 4
Determinar a massa de combustível que fornece
. Como
,
Passo 5
Calcular a potência para
ciclos/s:
Resposta
(a)
(21,7 %)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)