A razão de compressão de um motor a diesel é de 15 para 1; isso significa que o ar é comprimido, adiabaticamente, no interior do cilindro até
do seu volume inicial. A pressão inicial é 1 atm, o volume inicial é 1 litro e a temperatura iniical é
, e o ar é basicamente uma mistura dos gases diatômicos oxigênio e hidrogênio, portanto, considere o ar um gás ideal com
. Calcule:
a) o trabalho realizado durante a compressão, em J,
-5219.5
493.4
5219.5
-493.4
0
b) a variação da energia interna, em J, do gás;
-5219.5
493.4
5219.5
-493.4
0
a) o trabalho realizado durante a compressão, em J,
-5219.5
493.4
5219.5
-493.4
0
b) a variação da energia interna, em J, do gás;
-5219.5
493.4
5219.5
-493.4
0
Passo 1
O enunciado trata de uma compressão adiabática de ar (gás ideal,
) num motor diesel com razão de compressão
. Sabemos:
– Pressão inicial
– Volume inicial
– Temperatura inicial
– Compressão adiabática ( ) ⇒ usar a relação do trabalho em processo adiabático para gás ideal e, depois, achar
.
– Pressão inicial
– Volume inicial
– Temperatura inicial
– Compressão adiabática (
Passo 2
Calcular o volume final
sabendo que a razão de compressão é
.
Passo 3
Em processo adiabático reversível o trabalho realizado pelo gás é
Como
, temos
Passo 4
Agora substituímos os valores numéricos:
Logo
O sinal negativo indica que o gás recebeu trabalho (compressão).
Passo 5
Como
(adiabático), a variação da energia interna satisfaz
Resposta
a)
b)
b)