Lista 8 - Termodinâmica - Máquinas Térmicas

Curso: Engenharia Elétrica
Disciplina: Física Geral II
Docente: Norma Reggiani
Lista 8 – Termodinâmica: Máquinas Térmicas
Halliday – vol 2 - capítulo 20: Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica
21) Uma máquina de Carnot opera entre 235oC e 115 oC, absorvendo 6,30 x 104 J por
ciclo na temperatura mais alta. (a) Qual é a eficiência da máquina? (b) Quanto
trabalho por ciclo esta máquina é capaz de realizar?
Resposta: (a) 23,6%; (b) 1,49 x 104 J
23) Uma máquina de Carnot cujo reservatório frio está a uma temperatura de 17oC
possui uma eficiência de 40%. De quanto deveria ser elevada a tempeatura do
reservatório quente para aumentar a eficiência para 50%?
Resposta: 97 K
31) A eficiência do motor de um carro particular é 25% quando o motor realiza 8,2 J de
trabalho por ciclo. Supoonha que o processo é reversível. Quais são (a) a energia
que o motor ganha por ciclo na forma de calor Q
da combustão do combustível
ganho
e (b) a energia que o motor perde por ciclo sob forma de calor Q
. Se um ajuste
perdido
aumenta a eficiência para 31%, quais são (c) Q
eQ
ganho
para o mesmo valor
perdido
de trabalho?
Resposta: (a) 33 kJ; (b) 25 kJ; (c) 26 kJ; (d) 18 kJ
35) Um condicionador de ar de Carnot retira energia térmica de uma sala a 70 oF e a
transfere na forma de calor para o ambiente, que esta a 96oF. Para cada joule de
energia elétrica necessária para operar o condicionador de ar, quantos joules são
removidos da sala?
Resposta: 20J
37) Uma bomba térmica é usada para aquecer um edifício. A temperatura externa é 5,00C e a temperatura no interior do edifício deve ser mantida em 22 oC. O
coeficiente de desempenho da bomba é 3,8 e a bomba térmica entrega 7,54MJ sob
a forma de calor para o edifício a cada hora. Se a bomba térmica é uma máquina
de Carnot trabalhando no sentido inverso, a que taxa deve ser realizado trabalho
para o funcionamento da bomba?
Resposta: 440 W
73) Um refrigerador de Carnot extrai 35,0 J sob forma de calor durante cada cic.lo,
operando com um coeficiente de desempenho de 4,60. Quais são (a) a energia
transferida por ciclo na forma de calor para o ambiente e (b) o trabalho realizado
por ciclo?
Resposta: (a) 42,6 kJ; (b) 7,61 kJ