Exercícios de termodinâmica

Exercícios de termodinâmica – Maquinas térmicas e 2 lei.
2.1 – Um motor térmico reversível opera entre uma fonte quente (1) a 670 K e uma fonte fria
(2) que se encontra a 270K.
(a) imagine que são transferidos 100 kJ de calor a partir da fonte 1 para um motor térmico. Qual
a quantidade de trabalho realizada pelo motor.
(b) O motor produziria mais trabalho se a temperatura da fonte fria fosse igual a 220 K? Admita
que entre a fonte quente e fria se colocaria refrigerador para manter a temperatura da fonte
fria a 220 K . Este funciona como uma bomba de calor e deste modo efetua a extração do calor
da fonte fria para uma terceira fonte que se encontra a 270K. Se 100 kj forem transferidos a
partir da fonte quente inicial, qual o trabalho realizado pelo processo?
2.2 - Um dispositivo termoeléctrico esfria um pequeno frigorifico e liberta calor para o exterior
que se encontra a 25ºC. A potência elétrica máxima para a qual o dispositivo foi projetado é de
100 W. A carga térmica no frigorifico (isto é, o calor que atravessa as paredes e que deve ser
removido pelo dispositivo termoeléctrico) é de 350W. Qual a temperatura minimiza que pode
ser mantida o frigorifico?
2.4 – Um inventor diz que concebeu um motor cíclico que troca calor entre 25 e 250 KJ sendo
que o motor é capaz de produzir 0,45 KJ de trabalho por KJ de calor extraído da fonte quente.
Será que este inventor está correto?
2.7 – Considere uma central nuclear com uma potência de 750 MW a temperatura do reator é
315ºC sendo que esta é transferida para um rio que se encontra a 20ºC.
(a) qual o rendimento máximo que se pode retirar da central e qual o menor fluxo de calor que
se deve libertar para o rio.
(b) - se o rendimento térmico da central for de 60% do valor máximo qual o fluxo de calor que
se deve libertar para o rio, e qual o aumento de temperatura do rio se este tiver um caudal de
165 m3 s-1 .
2.8 – Transfere-se diretamente calor de uma fonte quente (289ºC) para uma fria a 5ºC. Se a
quantidade de calor transferida for de 100jJ, qual a variação total de entropia em resultados
deste processo.