Resposta de referência elaborada por resolução técnica — não é o padrão da banca
Texto-base:
Sobre um motor pulso jato como o apresentado na Questão 15, considere verdadeiras as seguintes afirmações:
I. A temperatura de fusão do material que compõe a câmara de combustão é 1500 K, e acima de 1200 K o material do motor começa a sofrer desgaste considerável pelos gases de combustão;
II. O material do motor resiste a pressões de até 30 atm;
III. O motor opera, em cada ciclo termodinâmico, com 0,2 mol de uma mistura de gases com comportamento ideal, iniciando o ciclo em pressão atmosférica e a temperatura de 300 K.
Sobre um motor pulso jato como o apresentado na Questão 15, considere verdadeiras as seguintes afirmações:
I. A temperatura de fusão do material que compõe a câmara de combustão é 1500 K, e acima de 1200 K o material do motor começa a sofrer desgaste considerável pelos gases de combustão;
II. O material do motor resiste a pressões de até 30 atm;
III. O motor opera, em cada ciclo termodinâmico, com 0,2 mol de uma mistura de gases com comportamento ideal, iniciando o ciclo em pressão atmosférica e a temperatura de 300 K.
- a)A partir destas informações e considerando que se deseja obter, de forma segura, o máximo de trabalho por ciclo, quais devem ser a pressão e a temperatura no ponto de intersecção entre os processos I e II do ciclo termodinâmico (vide Questão 15)?
- b)Na mistura de gases que opera em cada ciclo há uma fração de combustível, o qual tem a reação de combustão dada por:
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g) Qᵥ = 45 kJ·g⁻¹
em que Qᵥ é o calor liberado a volume constante, por grama de metano. Considerando a capacidade calorífica molar a volume constante da mistura de gases igual a 25 J·K⁻¹·mol⁻¹, qual é a massa de metano utilizada pelo ciclo projetado no item anterior?
AS QUESTÕES DISSERTATIVAS, NUMERADAS DE 21 A 30, DEVEM SER RESPONDIDAS NO CADERNO DE SOLUÇÕES.
AS QUESTÕES NUMÉRICAS DEVEM SER DESENVOLVIDAS SEQUENCIALMENTE ATÉ O FINAL.