Lista de exercícios:
Lei da termodinâmica.
(UFLA-MG-2006) Um engenheiro construiu uma máquina térmica que, operando em ciclos, retira 20
de um reservatório quente a
rejeita
para um reservatório frio a
. A equipe técnica de uma empresa encarregada de analisar o projeto dessa máquina térmica apresentou as seguintes conclusões:
I. O rendimento teórico da máquina é
.
II. A potência teórica da referida máquina é 16 000 W.
III. Como o rendimento teórico de uma máquina térmica de Carnot operando nas condições anteriormente especificadas é
, a máquina em questão é teoricamente inviável.
Assinale a alternativa CORRETA.
A) Somente as conclusões I e ll são corretas.
B) As conclusões I, Il e III estão corretas.
C) Somente as conclusões II e III são corretas.
D) Somente as conclusões I e III são corretas.
E) Somente a conclusão ll é correta.
(UFLA-MG-2006) Um engenheiro construiu uma máquina térmica que, operando em ciclos, retira 20
I. O rendimento teórico da máquina é
II. A potência teórica da referida máquina é 16 000 W.
III. Como o rendimento teórico de uma máquina térmica de Carnot operando nas condições anteriormente especificadas é
Assinale a alternativa CORRETA.
A) Somente as conclusões I e ll são corretas.
B) As conclusões I, Il e III estão corretas.
C) Somente as conclusões II e III são corretas.
D) Somente as conclusões I e III são corretas.
E) Somente a conclusão ll é correta.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem uma máquina térmica que, num ciclo, retira do reservatório quente
(ou seja, 20 kW) a
e rejeita
(4 kW) pro reservatório frio a
.
Conteúdo: 2ª Lei da Termodinâmica – rendimento de máquina térmica e eficiência de Carnot.
O que vamos precisar:
Conteúdo: 2ª Lei da Termodinâmica – rendimento de máquina térmica e eficiência de Carnot.
O que vamos precisar:
- Calcular trabalho por ciclo (ou por segundo)
. - Definir rendimento
. - Calcular rendimento de Carnot
. - Verificar quais afirmações (I, II, III) estão corretas.
Passo 2
Vamos achar o trabalho útil que sai por segundo:
Isso significa que a máquina entrega
(já que
).
Passo 3
Agora, rendimento
(ou eficiência) é a fração do calor quente que virou trabalho:
Então, afirmar que “o rendimento teórico da máquina é 80 %” é correto para essa máquina em específico.
Passo 4
O rendimento máximo que qualquer máquina pode ter entre duas temperaturas
e
é o rendimento de Carnot:
Repare que a nossa máquina diz ter rendimento de 80 %, maior que o máximo de 75 %. Isso viola a 2ª Lei: é impossível superar Carnot. Logo, ela é “teoricamente inviável”.
Resposta
Todas as três conclusões (I, II e III) estão corretas. Portanto, a alternativa certa é a B.