Termologia, Óptica e Ondas - Aula 18 (continuação)

Exercícios de revisão

 
Revisão/Ex 1:
(PUC-RS)
O Segundo Princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte  forma: “Nenhuma máquina térmica, operando em ciclo, pode transformar em _______ todo o __________ a ela fornecido”.

a) calor - trabalho        
b) trabalho - calor        
c) força - calor
d) força - impulso
e) trabalho - impulso

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Revisão/Ex 2:
(UFRGS)
Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450 J de uma fonte de calor e liberando 300 J no ambiente. Uma segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600 J e liberando 450 J. Se dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina, obteremos:

a) 1,50.          b) 1,33.          c) 1,00.          d) 0,75.          e) 0,25.

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Revisão/Ex 3:
(UFC-CE)
A figura a seguir mostra um ciclo de Carnot, representado no diagrama p-V.

Se no trecho b→c, desse ciclo, o sistema fornece 60 J de trabalho ao meio externo, então é verdade que, nesse trecho:

a) o sistema recebe 60 J de calor e sua energia interna diminui.
b) o sistema recebe 60 J de calor e sua energia interna não varia.
c) o sistema rejeita 60 J de calor e sua energia interna não varia.
d) não há troca de calor e sua energia interna aumenta de 60 J.
e) não há troca de calor e sua energia interna diminui de 60 J.

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Revisão/Ex 4:
(ITA-SP)
Uma máquina térmica reversível (máquina de Carnot) opera entre dois reservatórios térmicos de temperaturas 100 °C e 127 °C, respectivamente, gerando gases aquecidos para acionar uma turbina. A eficiência dessa máquina é melhor representada por

a) 68%.      b) 6,8%.      c) 0,68%.        d) 21%.      e) 2,1%.

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Revisão/Ex 5:
(UFLA-MG)
Uma empresa propõe construir um motor térmico projetado para operar entre dois reservatórios de calor, sendo o quente à temperatura T₁ = 1.600 K e o frio a T₂ = 400 K. O projeto prevê, para o motor, uma potência de 4 cv, com absorção de 1.480 cal/s do reservatório quente. 
Dados: 1 cv = 740 W e 1 cal = 4 J.

a) Calcule o rendimento do referido motor.
b) Calcule o rendimento de um motor de Carnot, operando entre os mesmos reservatórios de calor.
c) O motor proposto é viável teoricamente? Justifique sua resposta.

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c
Desafio:
 
Analise o que ocorre com a temperatura T, a energia interna U e a pressão p de um gás, dizendo se aumenta, diminui, ou não varia, quando o gás sofre uma

a) expansão adiabática
b) compressão adiabática. 

A resolução será publicada na próxima terça-feira

Resolução do desafio anterior

Um gás ideal monoatômico sofre a transformação AB indicada 
no diagrama p x V (diagrama de Clapeyron).

Calcule nesta transformação, em função de p₀ e V₀:

a) O trabalho trocado pelo gás.
b) A variação de energia interna.
c) A quantidade de calor trocada.

a) O trabalho trocado pelo gás é numericamente igual à área no diagrama de Clapeyron.

τ = A_trapézio = [(2p₀+p₀)/2].V₀ => τ = (3p₀.V₀)/2

b) ΔU = 3/2.nR.ΔT => ΔU = 3/2.nR.[(2p₀.2V₀)/nR]-[(p₀.V₀)/nR] => 
ΔU = 9p₀.V₀/2

c) Primeira lei da Termodinâmica:

Q = τ + ΔU => Q = [(3p₀.V₀)/2]+[(9p₀.V₀)/2] => Q = 6p₀.V_{0
 
Respostas: 
a) 3p0.V0}/2 ; b) 9_p0.V₀/2 ; c) 6_p0.V₀