A razão de compressão de um motor Diesel é
. Se o cilindro contém ar a
(pressão absoluta) e
no início da compressão, calcular a temperatura e a pressão ao fim do período. Admitir que o ar se comporta como um gás perfeito e que a compressão é adiabática. Para o ar,
. OBS:
.
(b) Determine a quantidade de calor necessária para realizar esse processo a volume constante.
(b) Determine a quantidade de calor necessária para realizar esse processo a volume constante.
Passo 1
O enunciado diz que temos um motor Diesel com razão de compressão
. O ar no cilindro está, no início da compressão, à pressão absoluta
e à temperatura
. A compressão é adiabática e o ar é considerado gás perfeito com
. Vamos precisar das relações da termodinâmica para processos adiabáticos de gás perfeito:
Passo 2
Para o estado final (ponto
) da compressão nós temos as duas relações:
Passo 3
Substituindo os valores numéricos:
Logo,
Passo 4
Agora a pressão final:
Em unidades de bar (
kgf/c
bar):
Passo 5
Na parte (b) perguntam a quantidade de calor necessária para realizar o mesmo aquecimento de
até
mas à volume constante. Para um processo isocórico a troca de calor por unidade de massa é
Aqui usamos
, com
para o ar.
Passo 6
Calculando
:
Então,
Resposta
a) Temperatura final
e pressão final
(
bar).
b) Calor necessário (por kg de ar) .
b) Calor necessário (por kg de ar)