Lista de Exercícios Termodinâmica (Ciclo de carnot, eficiência)

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Aluno: João Vitor Silva Gama 2019027709 
 
 
𝜂𝑚𝑎𝑥 = 1 −
400
2000
= 80% 
 
a) 𝑊 = 𝑄2 − 𝑄1 . : 𝑄1 = 150 𝑘𝐽 𝜂𝑒𝑓𝑓 = 1 −
150
1000
= 85% IMPOSSIVEL 
b) 𝑊 = 𝑄2 − 𝑄1 . : 𝑊 = 1600 𝑘𝐽 𝜂𝑒𝑓𝑓 = 1 −
400
2000
= 80% POSSIVEL e 
REVERSIVEL 
c) 𝑊 = 𝑄2 − 𝑄1 . : 𝑄2 = 2100 𝑘𝐽 𝜂𝑒𝑓𝑓 = 1 −
500
2100
≈ 76% POSSIVEL e 
IRREVERSIVEL 
d) 𝜂 = 1 −
𝑄1
𝑄2
 . : 𝑄1 = 700 𝑘𝐽 𝜂𝑒𝑓𝑓 = 1 −
700
1000
= 30% POSSIVEL e 
IRREVERSÍVEL 
 
A eficiência máxima da máquina é obtida considerando-se que a mesma o opera sob o ciclo de 
Carnot. Dessa forma: 𝜂 = 1 −
𝑇1
𝑇2
= 1 −
273+20
500
= 41,4%, e por consequência 𝜂 = 1 −
𝑄1
𝑄2
→
𝑄1 = 0,586 ∙ 𝑄2. Temos portanto o sistema: 
{
𝑄1 = 0,586 ∙ 𝑄2
1000 = 𝑄2 − 𝑄1
 Logo 𝑄1 = 1415,46 𝑘𝑊 𝑒 𝑄2 = 2415,46 kW 
 
De forma que o calor 𝑄2 corresponde ao valor absorvido efetivamente pelo coletor solar a 
uma taxa de 0,315 kW/m². Assim, o coletor deve ter uma área mínima de 𝑡𝑥 =
𝑄2
𝐴
 . : 𝐴 =
𝑄2
𝑡𝑥
 . : 𝐴 = 7.668,13 𝑚²