Um motor de uma minivan de
trabalha a 2000 RPM e apresenta relação de compressão igual a 10:1. A temperatura e a pressão do ar antes da compressão são iguais a 280 K e 50 kPa e depois da expansão a temperatura é 750 K . Determine a máxima
, o calor específico fornecido pela combustão e a pressão média efetiva.
Passo 1
O enunciado descreve um motor que opera segundo o ciclo Otto ideal, com cilindrada de
L, rotação de
RPM e relação de compressão
. As condições iniciais são
,K e
,kPa e, ao final da expansão,
,K. Vamos assumir ar como gás ideal com
e
,kJ/(k
). Precisamos encontrar a temperatura máxima
, o calor específico de combustão
e a pressão média efetiva (PME).
Passo 2
Durante a compressão adiabática de
para
vale
Como
e
,
Passo 3
Na expansão adiabática de
para
temos
Logo
Passo 4
O calor específico fornecido na combustão (adição de calor a volume constante) é
onde
Portanto
Passo 5
O calor rejeitado é
e o trabalho líquido por ciclo por unidade de massa é
Passo 6
O volume específico antes da compressão é
e após a compressão
O deslocamento específico é
,
/kg, logo a pressão média efetiva é