QUESTÃO 1. (2,0 pontos) Uma pessoa liga uma bomba de calor

PROVA 3 - TERMODINÂMICA
PROF. Darlan K. E. Carvalho
Turmas: Eng. Mecânica
JUNHO, 2011.
OBS:
1. LEIA ATENTAMENTE A PROVA.
2. INDIQUE DE MANEIRA CLARA TODAS AS HIPÓTESES ADOTADAS NA RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES E FAÇA UM
ESBOÇO SEMPRE QUE ACHAR NECESSÁRIO. CUIDADO COM EXAGEROS.
3. ASSINE E ENTREGUE: TANTO O TEXTO DA PROVA QUANTO A FOLHA DE RESPOSTAS.
4. DURANTE A PROVA, NÃO SERÁ PERMITIDA A SOLICITAÇÀO, AO PROFESSOR OU AOS COLEGAS DE LÁPIS,
CANETA, BORRACHA, CALCULADORA, ETC.
5. É PERMITIDO O USO DE LÁPIS, PORÉM AS RESPOSTAS FINAIS DEVEM SER ESCRITAS DE CANETA AZUL OU
PRETA.
QUESTÃO 1. (2,0 pontos) Uma pessoa liga uma bomba de calor com um motor de 4 kW
para aquecer uma casa. Esta bomba de calor deve manter a temperatura interna constante
em Tcasa = 303K . A taxa de perda de calor desta casa para um ambiente externo mais frio a
uma temperatura de TFrio é de 20kW. Determine qual o valor mínimo para o coeficiente de
performance/desempenho (COP) para esta bomba de calor.
QUESTÃO 2. (2,0 pontos) Um inventor propõe construir uma máquina térmica cíclica
que recebe 650kJ de um reservatório térmico (quente) que está uma temperatura de
T=2000K. Esta máquina rejeita 250kJ para um reservatório (frio) à temperatura de 800K,
produzindo uma quantidade de trabalho útil de 400kJ. Você deve avaliar, mostrando o
“porquê”, se esta máquina é: a) “reversível”; b) “irreversível/real”; ou c) “impossível”.
QUESTÃO 3. (3,0 pontos) Considere as máquinas térmicas com as seguintes
características:
a ) Q L = 10kW ; Q H = 20kW ; Wútil = 10kW
b) Q = 0kW ; Q = 20kW ; W = 20kW
L
H
útil
c ) Q L = 5kW ; Q H = 20kW ; Wútil = 10kW
d ) Q L = 0kW ; Q H = 20kW ; Wútil = 30kW
Onde Q L = magnitude do calor perdido para a fonte fria, Q H = magnitude do calor perdido
ganho a partir da fonte quente, W = magnitude do trabalho útil produzido pela máquina
útil
térmica.
Escreva o enunciado de Kelvin-Plank para a 2ª Lei e determine se estas são máquinas de
moto perpétuo do primeiro e/ou segundo tipo indicando se satisfazem a 1ª e a 2ª Leis da
termodinâmica, mostrando o “Porquê?”.
QUESTÃO 4. (3,0 pontos) Um reservatório térmico a temperatura de TH = 538o C é posto
em “comunicação térmica” com um reservatório à temperatura mais baixa de TL = 260o C
como mostra a figura. Como resultado, 1055kJ de calor são transferidos do reservatório
“quente” para o reservatório “frio”. Neste caso:
a) Determine a variação de entropia no “universo”, como resultado da troca de calor
entre os reservatórios térmicos.
b) Identifique a principal irreversibilidade deste processo.
c) Finalmente, discuta, do ponto de vista da entropia gerada, como podem ser
classificados os processos termodinâmicos.
Figura. Reservatórios térmicos em comunicação direta.
ALUNO(A):______________________________________________________________