Ciclo de Otto: diferenças entre revisões
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{{Mais notas|data=fevereiro de 2017}}
[[Ficheiro:Porsche Motor ausgebaut2.jpg|miniaturadaimagem|337x337px|Motor de um [[Porsche]]. Esse motor funciona com base no Ciclo de Otto.]]▼
O '''ciclo de Otto''' é um [[ciclo termodinâmico]] idealizado que descreve o funcionamento de um típico [[Motor de combustão interna|motor]] de [[pistão]] de [[Sistema de ignição|ignição]] com faísca<ref>{{citar livro|título=Thermodynamic cycles: computer-aided design and optimization|ultimo=Wu|primeiro=Chih|editora=New York : M. Dekke|ano=2004|local=|páginas=|acessodata=}}</ref>. É o ciclo termodinâmico mais comum em motores de [[Automóvel|automóveis]], funcionando nos chamados quatro tempos: Admissão, compressão, combustão e exaustão (escape).
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== História ==
[[Ficheiro:Motor Otto (1900).jpg|ligação=https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Motor%20Otto%20(1900).jpg|miniaturadaimagem|331x331px|Propaganda do primeiro Motor Otto]]
▲[[Ficheiro:Porsche Motor ausgebaut2.jpg|miniaturadaimagem|337x337px|Motor de um [[Porsche]]. Esse motor funciona com base no Ciclo de Otto.]]
O [[motor]] de quatro-tempos foi primeiramente patenteado por [[Alphonse Beau de Rochas]] em 1861. <ref>{{citar periódico|ultimo=Busch|primeiro=Mike|data=|titulo="150-Year-Old Technology".|url=|jornal=Sport Aviation|doi=|acessadoem=}}</ref> E antes, em aproximadamente 1854 – 57, foi espalhado boatos de que dois italianos ([[Eugenio Barsanti]] e [[Felice Matteucci]]) teriam inventado um motor muito semelhante, mas a patente foi perdida.
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Temos então:
<math>W=\Delta.Q </math>
<math>\mu=\frac{W}{Q_1}</math>
Realizando a substituição da equação 1 em 2, tem-se:
<math>\mu=\frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = 1 - \frac{Q_2}{Q_1}</math>
Onde:
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Por momento, a eficiência do Ciclo de Otto é dada por:
<math>\mu=1-\frac{1}{\alpha^{\gamma-1}}</math>
Onde <math>\gamma</math> é o [[Coeficiente de expansão adiabática]].
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Nas etapas 1-2 e 3-4 (diagrama TxS, temperatura versus entropia) é realizado trabalho mas como processo é [[Transformação adiabática|adiabático]] processo termodinâmico onde não ocorrem transferência de calor. Durante as etapas 2-3 e 4-1 os processos térmicos são [[Transformação isocórica|isocóricos]], ou seja, a transferência de calor ocorre mas nenhum trabalho é efetuado. O trabalho é realizado durante um processo térmico isocórico é zero porque para ocorrer o trabalho necessita que se tenha uma variação no volume. Partindo da equação do rendimento térmico conforme o demostrado acima:
:<math>\mu= 1 - \frac{Q_2}{Q_1}</math>
:
:Temos que <math>{Q_1}</math> e <math>{Q_2}</math> são dados por:
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Inserindo a equação específica de calor na equação de eficiência térmica, temos:
:<math>\eta=1-\left(\frac{\mathit{c}_{v}(\mathit{T}_{4}-\mathit{T}_{1})}{\mathit{c}_{v}(\mathit{T}_{3}-\mathit{T}_{2})}\right)</math>
:
Através de rearranjo:
:<math>\eta=1-\left(\frac{\mathit{T}_{1}}{\mathit{T}_{2}}\right)\left(\frac{\mathit{T}_{4}/\mathit{T}_{1}-1}{\mathit{T}_{3}/\mathit{T}_{2}-1}\right)</math>
:
A seguir, analisando os diagramas <math>{T}_{4}/{T}_{1}={T}_{3}/{T}_{2}</math>, assim ambos podem ser omitidos. A equação se reduz para:
Equação 2:
:<math>\eta=1-\left(\frac{\mathit{T}_{1}}{\mathit{T}_{2}}\right)</math>
:
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