Oturum Aç

Consider the adiabatic compression of an ideal gas in the cylinder of an automobile diesel engine. The gasoline vapor is injected into the cylinder of an automobile engine when the piston is in its expanded position. The temperature, pressure, and volume of the resulting gas-air mixture are 20 °C, 1.00 x 105 N/m2, and 240 cm3 , respectively. The mixture is then compressed adiabatically to a volume of 40 cm3. Note that, in the actual operation of an automobile engine, the compression is not quasi-static, although we are making that assumption here. What are the pressure and temperature of the mixture after the compression? What is the work done during the compression?

Solution:

For an adiabatic compression process the expression for pressure is written as

Equation1

Using the molar heat capacity ratio of air as 1.4 and by substituting the known quantities in the expression (1), the pressure of the mixture after the compression is calculated.

Equation2

From the ideal gas law and using the obtained pressure value, the temperature of the mixture after the compression is also calculated.

Equation3

Equation4

Equation5

Thus, the pressure and temperature of the mixture after compression inside the cylinder of an automobile diesel engine are determined.

If the compression process is isothermal, then the value of pressure changes from the obtained value. This is because, in an adiabatic compression process, if the temperature increases, the pressure becomes greater. Hence, on injecting the fuel into the cylinder near the compression stroke, the air mixture attains a higher temperature, resulting in spontaneous ignition of the fuel without any need for spark plugs.

By knowing the initial and final pressure, the work done during the compression can be obtained using

Equation6

Substituting the known and the obtained quantities in the above expression, the work done equals -1.63 J. Here, the negative sign indicates that the work is done by the piston on the air-gas mixture.

Etiketler
Adiabatic ProcessIdeal GasAutomobile EngineCompressionPressureTemperatureWork DoneMolar Heat Capacity RatioGas air MixtureSpontaneous IgnitionIsothermal CompressionVolume Changes

Bölümden 20:

article

Now Playing

20.16 : Work Done in an Adiabatic Process

Termodinamiğin Birinci Yasası

3.0K Görüntüleme Sayısı

article

20.1 : Termodinamik Sistemler

Termodinamiğin Birinci Yasası

4.7K Görüntüleme Sayısı

article

20.2 : Hacim Değişimi Sırasında Yapılan İş

Termodinamiğin Birinci Yasası

3.5K Görüntüleme Sayısı

article

20.3 : Termodinamik Durumlar Arasındaki Yol

Termodinamiğin Birinci Yasası

2.8K Görüntüleme Sayısı

article

20.4 : Isı ve Serbest Genleşme

Termodinamiğin Birinci Yasası

1.5K Görüntüleme Sayısı

article

20.5 : İç Enerji

Termodinamiğin Birinci Yasası

4.1K Görüntüleme Sayısı

article

20.6 : Termodinamiğin Birinci Yasası

Termodinamiğin Birinci Yasası

3.8K Görüntüleme Sayısı

article

20.7 : Termodinamiğin Birinci Yasası: Problem Çözme

Termodinamiğin Birinci Yasası

2.2K Görüntüleme Sayısı

article

20.8 : Döngüsel Süreçler ve İzole Sistemler

Termodinamiğin Birinci Yasası

2.6K Görüntüleme Sayısı

article

20.9 : İzotermal Süreçler

Termodinamiğin Birinci Yasası

3.4K Görüntüleme Sayısı

article

20.10 : İzoforik ve İzobarik Süreçler

Termodinamiğin Birinci Yasası

3.1K Görüntüleme Sayısı

article

20.11 : İdeal Bir Gazın Isı Kapasiteleri I

Termodinamiğin Birinci Yasası

2.5K Görüntüleme Sayısı

article

20.12 : İdeal Bir Gazın Isı Kapasiteleri II

Termodinamiğin Birinci Yasası

2.3K Görüntüleme Sayısı

article

20.13 : İdeal Bir Gazın Isı Kapasiteleri III

Termodinamiğin Birinci Yasası

2.1K Görüntüleme Sayısı

article

20.14 : İdeal Bir Gaz için Adyabatik Süreçler

Termodinamiğin Birinci Yasası

2.9K Görüntüleme Sayısı

See More

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır