1. A relação de compressão de um ciclo Otto de ar padrão é 9.5. Antes do processo de compressão isentrópica, o ar está a 100 KPa, 35 °C e 600 cm3. A temperatura ao final do processo de expansão isentrópica é de 800 K. Usando valores de calores específicos a temperatura ambiente, determine a temperatura máxima e a pressão máxima do ciclo.
Considerando o ar como perfeito e sabendo que entre 3 e 4 existe uma variação constante (\(\Delta = cte\)), temos que
\[\dfrac{{{T_3}}}{{{T_4}}} = {\left( {\dfrac{{{V_4}}}{{{V_3}}}} \right)^{k - 1}}\]
e \(\dfrac{{{v_4}}}{{{v_2}}} = \dfrac{{{v_1}}}{{{v_2}}}\).
Dessa forma, resolvendo temos que:
\[{T_3} = 800 \cdot {\left( {9,5} \right)^{0,4}}\]
.
\[\boxed{{T_3} = 1969K}\]
.
Assim, temos:
\[\dfrac{{{P_3}}}{{{T_3}}} = \dfrac{{{P_2}}}{{{T_2}}}\]
.
\[{P_3} = \dfrac{{{P_2}}}{{{T_2}}} \cdot {T_3} = \dfrac{{2338}}{{713,7}} \cdot 1969 = \boxed{6449kPa}\]
.
Nesta etapa, verificamos que a variação entre 1 e 2 é constante, logo:
\[{P_2} = {P_1} \cdot {\left( {\dfrac{{{v_1}}}{{{v_2}}}} \right)^K}\]
.
\[{P_2} = 100 \cdot {(9,5)^{1,4}} = \boxed{2336kPa}\]
.
Como existe G.P, temos que:
\[\dfrac{{{P_1} \cdot {v_1}}}{{{T_1}}} = \dfrac{{{P_2} \cdot {v_2}}}{{{T_2}}}\]
;
\[{T_2} = \dfrac{{2336}}{{9,5}} \cdot \dfrac{{290}}{{100}} \to \boxed{{T_2} = 713,7K}\]
.
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