Um motor a combustão realiza trabalho por meio da expansão isobárica do combustível inflamado dentro do motor. Considerando um motor de motocicleta com volume interno de 250 centímetros cúbicos e uma rotação de 3500 rpm (ciclos expansão/contração por minuto), e que a cada ciclo a pressão interna é de 12 atmosferas (1 atm = 1,0 x 105 N/m2 ), calcular a potência deste motor.

Vamos começar calculando a potência do motor. Para isso, precisamos calcular a energia liberada em cada ciclo e multiplicá-la pela frequência de ciclo.

Primeiramente, vamos calcular a energia liberada em cada ciclo. A expansão isobárica do combustível inflamado ocorre a uma pressão constante, portanto, a energia liberada é igual ao trabalho realizado.

O trabalho realizado em cada ciclo é dado pela fórmula:

W = P × ΔV, onde W é o trabalho realizado, P é a pressão interna e ΔV é a variação de volume.

No nosso caso, a pressão interna é de 12 atmosferas, que é igual a 12 × 105 N/m2. O volume interno do motor é de 250 centímetros cúbicos, que é igual a 0,25 litros ou 0,25 × 10-3 m3.

Como a expansão é isobárica, a variação de volume é igual ao volume interno do motor. Portanto, podemos calcular o trabalho realizado em cada ciclo:

W = P × ΔV = 12 × 105 N/m2 × 0,25 × 10-3 m3 = 300 J

Agora, vamos calcular a frequência de ciclo. A rotação do motor é de 3500 rpm, que é igual a 3500 ciclos por minuto. Para calcular a frequência de ciclo em hertz, dividimos a rotação por 60:

f = 3500 rpm / 60 = 58,33 Hz

Agora, podemos calcular a potência do motor. A potência é igual à energia liberada por unidade de tempo:

P = W × f = 300 J × 58,33 Hz = 17500 W

Portanto, a resposta correta é D) 17500 Watts.