a) Para o motor Otto, CALCULE a taxa de calor fornecido ao ciclo necessário para que o motor produza a potência especificada, considerando o comportamento ideal do ar e regime permanente.
b) Para o motor Diesel, DETERMINE a eficiência térmica máxima teórica com base nas condições informadas e, em seguida, calcule a pressão média efetiva (PME) correspondente ao ciclo ideal.
c) Sabendo que a eficiência térmica influencia diretamente o consumo de combustível, estime, para uma hora de operação contínua, a energia total fornecida a cada motor (em kJ). Em seguida, COMPARE o consumo energético dos dois ciclos e discuta, com base nos resultados, qual motor é mais vantajoso sob o ponto de vista da economia de combustível.

Passo 1

O enunciado pede, para um motor Otto e um motor Diesel ideais, respectivamente:
  1. Calcular a taxa de calor \dot Q_{\text{in}} necessária para gerar a potência especificada no ciclo Otto.
  2. Determinar a eficiência térmica máxima teórica \eta do ciclo Diesel e, em seguida, calcular a pressão média efetiva (PME).
  3. Estimar, para uma hora de operação, a energia total fornecida a cada motor e comparar o consumo energético.
Para aplicar essas fórmulas precisamos de dados como:
– Potência do motor P.
– Razão de compressão r do ciclo Otto e razão de corte (cut-off) r_c do ciclo Diesel.
– Razão de capacidades \gamma = c_p/c_v do ar.
Sem estes valores, não é possível prosseguir com os cálculos numéricos.

Passo 2

Como o enunciado não informa nem P, nem r, nem r_c, nem \gamma, não temos parâmetros suficientes para usar as fórmulas:
\eta_{\text{Otto}} = 1 - \frac{1}{r^{\gamma-1}}, \quad \eta_{\text{Diesel}} = 1 - \frac{1}{\gamma\,(r_c^{\gamma-1}-1)/(r_c-1) +1},
nem para calcular \dot Q_{\text{in}} = \frac{P}{\eta_{\text{Otto}}} ou a PME do ciclo Diesel.

Resposta

Não é possível resolver numericamente o exercício porque faltam os dados de potência P, razão de compressão r, razão de corte r_c e razão de capacidades \gamma.

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