A relação de compressão num ciclo-padrão a ar Otto é 8. No início do curso de compressão a pressão é igual a
e a temperatura é de
. Sabendo que a transferência de calor ao ar, por ciclo, é igual a
de ar, determine:
a) A pressão e a temperatura no estado final de cada processo do ciclo.
b) O rendimento térmico.
a) A pressão e a temperatura no estado final de cada processo do ciclo.
b) O rendimento térmico.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Otto com razão de compressão
, ar modelado como gás ideal com
e
. O estado
, início da compressão, é conhecido:
É fornecido que o calor recebido por ciclo é
Precisamos achar as pressões e temperaturas nos estados
,
e
, usando:
– : compressão isentrópica,
– : aquecimento a volume constante,
– : expansão isentrópica,
– : rejeição a volume constante.
Depois, calculamos o rendimento térmico .
–
–
–
–
Depois, calculamos o rendimento térmico
Passo 2
Aplicamos as relações isentrópicas
:
Numericamente:
Passo 3
No aquecimento
a volume constante,
Então
Passo 4
Na expansão isentrópica
valem
Logo
Passo 5
O calor rejeitado é
O rendimento térmico do ciclo é
Resposta
P
MPa, T
K
P MPa, T
K
P MPa, T
K
P MPa, T
K
%
P
P
P