Resposta:
Para comparar os dois motores de maneira justa, vamos considerar que ambos entregam a mesma potência útil de 95 kW durante uma hora de operação contínua.
Para o motor Otto, já encontramos a taxa de calor fornecido:
Q̇ent,Otto = 157,9 kW
Como 1 kW = 1 kJ/s, em uma hora temos:
QOtto,1h = 157,9 × 3600 ≈ 568448,7 kJ
Para o motor Diesel, usamos a eficiência térmica encontrada:
ηDiesel = Wlíq / Q̇ent → Q̇ent,Diesel = 95 / 0,6425 ≈ 147,85 kW
Em uma hora:
QDiesel,1h = 147,85 × 3600 ≈ 532269,1 kJ
Comparando os resultados, percebemos que o ciclo Diesel precisa de menos energia fornecida para entregar a mesma potência útil.
Diferença de energia fornecida em uma hora:
ΔQ = 568448,7 − 532269,1 ≈ 36179,6 kJ
Isso mostra que o motor Diesel aproveita melhor a energia recebida e, por isso, tende a consumir menos combustível nas mesmas condições de operação.
Portanto, sob o ponto de vista da economia de combustível, o motor Diesel é mais vantajoso, porque apresenta maior eficiência térmica e menor consumo energético para produzir a mesma potência útil.
Ao comparar os dois ciclos ideais, percebe-se que o motor Otto necessita de aproximadamente 157,9 kW de calor para manter a potência útil de 95 kW, enquanto o motor Diesel apresenta eficiência teórica maior, de cerca de 64,25%, além de uma PME de aproximadamente 580,2 kPa. Em uma hora de funcionamento, o Diesel também exige menor energia total fornecida. Dessa forma, ele se mostra a opção mais vantajosa em termos de economia de combustível.
Considere:
R = 0,287 kJ/kg.K;
cp = 1,005 kJ/kg.K
cv = 0,718 kJ/kg.K
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REFERÊNCIA:
MONTEIRO, Cláudio Vinícius Barbosa; FERRAREZI, Luís Fernando Calciori. Termodinâmica. Maringá, PR: Unicesumar, 2021. Reimpresso em 2022.
