Exercícios Resolvidos de Máquinas Térmicas e Refrigeradores

Questão 1, UFF, P1-2016.1

Para a máquina térmica ilustrada abaixo, calcule:

  1. O rendimento térmico.
  2. E o calor extraído do reservatório quente.

Passo 1

a)

O rendimento é dado por:

e = W Q a b s o r v i d o

Precisamos calcular o trabalho. O trabalho será igual ao trabalho realizado entre 1 e 2 mais o trabalho realizado entre 3 e 1 , já que o trabalho realizado entre 2 e 3 é nulo, pois não há variação de volume ali.

W t o t a l = W 12 + W 31

O trabalho W 12 pode ser calculado pela a área sob a curva do gráfico. Pra isso, vamos calcular a área formada pelo paralelogramo que é formado no gráfico:

W 12 = 300 + 100 2 . 600 - 200 = 80000.10 3 10 - 6 J = 80 J

O trabalho W 31 é o trabalho de uma compressão isobárica:

W 31 = 100.10 3 . 200 - 600 . 10 - 6 = - 40 J

Assim:

W t o t a l = 80 - 40 = 40 J

Beleza. Bom, o calor total perdido vai ser a soma dos calores que aparecem no gráfico:

Q p e r d i d o = 180 + 100 = 2 80 J

E com a relação abaixo, podemos achar o calor absorvido:

Q a b s o r v i d o - Q p e r d i d o = W t o t a l

Q a b s o r v i d o = W t o t a l + Q p e r d i d o = 40 + 280 = 320 J

Assim, a eficiência será:

e = 40 320 = 0,125

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b)

O calor extraído é o calor absorvido. A gente já calculou:

W a b s o r v i d o = 320 J

Resposta

a)

e = 0,125

b)

W a b s o r v i d o = 320 J

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