Questão comentada: questão IME 2022

8.   Um motor de 6 cilindros e volume total de 5.700 cm³, utilizado em viaturas leves e blindadas, consome 0,5 g do combustível gasoso de composição média C₈H₁₈, em cada cilindro, por segundo de operação.

Considerações:

- o ciclo termodinâmico do motor compreende o funcionamento em 4 tempos: admissão, compressão, combustão e exaustão (escape);

- o motor executa 10 ciclos por segundo, ou seja, a mistura de ar e combustível enche os cilindros e depois é comprimida 10 vezes por segundo;

- a mistura ar e combustível é introduzida à temperatura de 100 °C, até que a pressão seja de 1 atm em cada cilindro;

- 20,0% da quantidade de combustível sofre combustão incompleta, sendo convertida em CO(g);

- 80,0% da quantidade de combustível sofre combustão completa, sendo convertida em CO₂(g);

- a mistura de ar e combustível comporta-se como gás ideal;

- as capacidades caloríficas molares são independentes da temperatura; e

- as entalpias de formação a 25 °C.

Dados: C = 12; H = 1.

  

Composição do ar atmosférico: 79,0 % de N₂(g) e 21,0 % de O₂(g).

Entalpias-padrão de formação a 25 °C:

Substância química
	– 208,45	– 241,82	– 285,83	– 393,51	– 110,53

Capacidade calorífica molar:

Substância química
	29,13	29,36	33,58	37,11	29,14

Determine:

a) a vazão da entrada de ar no motor, em m³/s; e

b) a composição percentual molar dos produtos e a temperatura de combustão, em K.