Enunciado

Ar escoa em um motor a gasolina a 95   k P a e 300   K . Ele é então comprimido em uma razão de compressão volumétrica de 8:1. O processo de combustão libera 1300   k J / k g de energia com a queima do combustível. Determine a temperatura e a pressão após a combustão.

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão.

Vamos começar dando uma olhada no diagrama do processo:

Vamos determinar a temperatura e a pressão no final de cada processo.

No processo de compressão isentrópica ( s 2 = s 1 ), de 1 para 2, temos:

T 2 = T 1 v 2 v 1 k - 1

Usando a relação de compressão e os demais dados do enunciado, temos:

T 2 = 300 ∙ 8 0,4 = 689,2   K

Para a pressão, vamos usar a mesa lógica:

P 1 = P 2 v 1 v 2 k

P 1 = 95 ∙ 8 1,4 = 1746   k P a

Passo 2

No processo de combustão, de 2 a 3, temos um volume constante e a relação entre as energias internas:

u 3 = u 2 + q H

Então, vamos determinar a temperatura e a pressão no final desse processo, como a questão pede:

T 3 = T 2 + q H C v

T 3 = 689,2 + 1300 0,717 = 2502   K

E a pressão:

P 3 = P 2 ∙ T 3 T 2

P 3 = 1746 ∙ 2502 689,2 = 6338   k P a

E concluímos o exercício. Valeu, galera! 😉

Resposta

T 3 = 2502   K

P 3 = 6338   k P a

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