Física · termodinâmica · ciclo de Otto · transformação adiabática
O diagrama P-V a seguir representa o ciclo de Otto para um motor de combustão interna, como os motores a gasolina ou a etanol, utilizados nos automóveis. As etapas representadas no diagrama estão descritas no quadro. Etapa Processo Descrição Admissão isobárica da mistura I 0 a 1 ar-combustível no cilindro do motor. II 1 a 2 Compressão adiabática da mistura. Introdução de energia na forma III 2 a 3 de calor da combustão. IV 3 a 4 Expansão adiabática. Liberação de energia V 4 a 1 na forma de calor. Liberação dos gases VI 1 a 0 resultantes da combustão. Disponível em: www.mspc.eng.br. Acesso em: 24 fev. 2013 (adaptado). A transformação da energia térmica em energia útil ocorre na etapa
O que a prova mostra
Duas figuras.
Um diagrama P-V (pressão no eixo vertical, volume no horizontal), com cinco pontos marcados e rotulados 0, 1, 2, 3 e 4:
Uma curva vermelha desce de 3 até 4; outra curva vermelha sobe de 2 até 3; uma linha tracejada vermelha liga 0 a 1, na horizontal. A área fechada entre as curvas está pintada de amarelo e marcada com a letra W.
Um quadro das etapas, com as colunas "Etapa", "Processo" e "Descrição":
| Etapa | Processo | Descrição |
|---|---|---|
| I | 0 a 1 | Admissão isobárica da mistura ar-combustível no cilindro do motor. |
| II | 1 a 2 | Compressão adiabática da mistura. |
| III | 2 a 3 | Introdução de energia na forma de calor da combustão. |
| IV | 3 a 4 | Expansão adiabática. |
| V | 4 a 1 | Liberação de energia na forma de calor. |
| VI | 1 a 0 | Liberação dos gases resultantes da combustão. |
Fonte impressa: Disponível em: www.mspc.eng.br. Acesso em: 24 fev. 2013 (adaptado).
II
III
IV
V
VI
Na expansão adiabática, o gás quente da combustão empurra o pistão: é ali que a energia térmica vira trabalho, a energia útil do motor.
Por que a C é a certa
Energia útil, num motor, é o trabalho que move o pistão. O gás só realiza trabalho quando se expande, aumentando de volume. No quadro, a etapa IV é a "Expansão adiabática", de 3 a 4: o gás, aquecido pela combustão na etapa anterior, se expande sem trocar calor e empurra o pistão, gastando a própria energia interna. É aí que a energia térmica se transforma em energia útil.
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