Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 1
Um ciclo de ar padrão Otto apresenta uma taxa de compressão de 9. No início da compressão, p1=100 kPa e Ti=300K. A adição de calor por unidade de massa é 1350 kJ/kg. Determine
- O trabalho liquido em kJ por kg de ar
- A eficiência térmica do ciclo
- A pressão média efetiva em kPa
- A temperatura máxima do ciclo em K
- Para investigar os efeitos da variação da taxa de compressão, esboce graficamente cada uma das quantidades calculadas nos itens a até d para taxas de compressão que variam de 1 a 12.
Passo 1
Falaaa galerinha, beleza? Bora pra mais uma de termodinâmica! No item a), para calcular o que a questão pede, note que:
Pela característica do ciclo de Otto. Logo,
Utilizando os valores da tabela A-22, obtemos que, para as condições da questão:
Logo,
Logo, calculando:
Passo 2
Para calcularmos a eficiência térmica, dividimos o trabalho do ciclo pera quantidade de calor na transformação do estado 2 para o 3, logo:
No item c), temos que o deslocamento de volume . Então, o calculo de pressão efetiva pode ser dada por:
Calculando :
Logo, a pressão efetiva é calculada como:
Passo 3
Para os gráficos do enunciado, observem como os valores de trabalho, pressão efetiva e eficiência do ciclo aumentam com base na variação POSITIVA da taxa de compressão.
Resposta
Resposta nos passos