Lista 3 - Ciclo Otto Ideal (Atividade em sala)

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Sistemas Fluido-Térmicos – Ciclo Otto Ideal (Calores específicos a temperatura ambiente) 
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia (ICET) – UNIP – Campus Limeira. 
Prof.: Jorbison Portella (jorbison.portella@docente.unip.br) Eng. Mecânica 8° e 9° Semestres 2023 
 
Gás Ideal: pV mRT= 1 1 2 2
1 2
p V p V
T T
= vU c T =  pH c T =  
p
v
c
k
c
= p vc c R= + 
Processo a T constante: Q W= 2
1
ln
V
W mRT
V
 
=   
 
 
1
2
ln
p
W mRT
p
 
=   
 
 
Processo a V constante: Q U=  ( )2 1vU m c T T =  − Processo a p constante: Q H=  ( )2 1pH m c T T =  − 
Processo Adiabático (ΔS=0): W U− =  ( )2 1vW m c T T− =  − 
1
2 1
1 2
k
T
T


−
 
=  
 
 
( )1
2 2
1 1
k
kT p
T p
−
 
=  
 
 
2 1
1 2
k
p
p


 
=  
 
 
Ciclo Otto Ideal: 1
liq s
Otto
e e
w q
q q
 = = − ( )3 2 3 2e vq u u c T T= − = − ( )4 1 4 1s vq u u c T T= − = − 
 
1
1 2
1
2 1
1
k
k
T
T r


−
−
 
= = 
 
 
1
34
1
3 4
1
k
k
T
T r


−
−
 
= = 
 
 
1
1
1Otto kr

−
= − 
 
 
 
 
 
1) A temperatura no início do processo de compressão de um ciclo de ar-padrão Otto com uma taxa de 
compressão de 8 é 27 ºC, a pressão é de 1 atm e o volume do cilindro é 1000 cm³ (0,001m³). A temperatura 
máxima durante o ciclo é 1730 ºC. Determine, com base na análise de ar-padrão frio: 
 
a) a temperatura e a pressão ao final de cada processo do ciclo 
b) a eficiência térmica (56 %) 
c) a quantidade de calor transferido para o ar (1090 kJ) 
d) o trabalho líquido por ciclo (610 kJ) 
e) a pressão média efetiva (pme) do ciclo. (7 atm) 
 
 
2) A razão de compressão de um ciclo Otto padrão a ar é 9,5. Antes do processo isentrópico de compressão, o 
ar está a 100 kPa, 35 ºC e 600 cm³. A temperatura no final do processo de expansão isentrópica é de 800 K. 
Usando calores específicos à temperatura ambiente, determine: 
 
a) a temperatura e a pressão mais altas do ciclo. Represente esses valores através dos diagramas p-υ e T-s. 
(1970 K e 6070 kPa) 
b) a quantidade de calor transferido, em kJ; (0,6 kJ) 
c) a eficiência térmica; (59 %) 
d) a pressão média efetiva. (650 kPa) 
 
 
3) Um ciclo Otto tem uma razão de compressão igual a 8. No inicio do processo de compressão, o ar está a 95 
kPa e 27 ºC, e são transferidos para o ar 750 kJ/kg de calor durante o processo de fornecimento de calor a volume 
constante. Usando calores específicos à temperatura ambiente (constantes), determine: 
 
a) a temperatura e a pressão no final do processo de adição de calor. Represente esses valores através dos 
diagramas p-υ e T-s. 
b) o trabalho líquido produzido; 
c) a eficiência térmica; 
d) a pressão média efetiva.