Enunciado

A eficiência de um motor de automóvel é 25 % quando o motor realiza um trabalho de 8,2 k J por ciclo. Suponha que o processo é reversível. Determine ( a ) a energia Q g a n h o que o motor ganha por ciclo em forma de calor graças a queima do combustível e ( b ) a energia Q p e r d i d o que o motor perde em forma de calor por causa do atrito. Se uma regulagem do motor aumenta a eficiência para 31 % , qual é o novo ( c ) de Q g a n h o e ( d ) de Q p e r d i d o para o mesmo valor de trabalho realizado por ciclo?

Passo 1

A eficiência de qualquer ciclo é dada por:

ϵ = W Q g a n h o

Assim basta susbtituir os valores de trabalho W e eficiência ϵ fornecidos no enunciado:

0,25 = 8,2.10 3 Q g a n h o

Q g a n h o = 32800 = 32,8 k J

Passo 2

O calor perdido pode ser relacionado tamém pela eficiência:

ϵ = 1 - Q p e r d i d o Q g a n h o

Basta substituir os valores:

0,25 = 1 - Q p e r d i d o 32,8.10 3

0,75.32,8.10 3 = Q p e r d i d o = 24,6 k J

Passo 3

Se houver uma regulagem e a eficiência aumentar, podemos determinar o novo Q g a n h o :

ϵ = W Q g a n h o

0,31 = 8,2.10 3 Q g a n h o

Q g a n h o = 26,45 k J

Passo 4

E o novo calor perdido vai ser:

ϵ = 1 - Q p e r d i d o Q g a n h o

0,31 = 1 - Q p e r d i d o 26,45.10 3

Q p e r d i d o = 18,25 k J

Resolvido! Vamos para a próxima?

Resposta

a 32,8 k J

b 24,6 k J

( c ) 26,45 k J

( d ) 18,25 k J

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um gás ideal ( 1 m o l ) é a substância de trabalho de uma máquina térmica que descreve o ciclo mostrado na figura abaixo. Os processos B C e D A são reversíveis e adiabáticos. ( a ) o gás é monoatômi
O ciclo da figura abaixo representa a operação de um motor de combustão interna a gasolina. O volume V 3 = 4 V 1 . Suponha que a mistura de admissão gasolina-ar é um gás ideal com γ = 1,3 . Qual é a r
Uma máquina térmica, com 20 por cento de rendimento, realiza 0,100 k J de trabalho em cada ciclo. (a) Quanto calor é absorvido do reservatório quente, a cada ciclo? (b) Quanto calor é liberado para o
Uma máquina térmica absorve 0,400 k J de calor e realiza 0,120 k J e trabalho em cada ciclo. (a) Qual é o rendimento da máquina? (b) Quanto calor é liberado para o reservatório frio, a cada ciclo?
Uma máquina térmica absorve 100 J de calor do reservatório quente e libera 60 J de calor para o reservatório frio, em cada ciclo. (a) Qual é o seu rendimento? (b) Se cada ciclo leva 0,50 s , determine