Revisão Física-96

Prévia do material em texto

95
Te
rm
od
in
âm
ic
a
Pode-se concluir, pelo gráfico e pelas leis da termodinâmica, que o rendimen-
to da máquina de Carnot aumenta quando a razão 
T2 ___ T1
 diminui:
a) alcançando 100% quando T2 vale 0 °C.
b) alcançando 100% quando T1 é muito maior do que T2. 
c) alcançando 100% quando a diferença entre T1 e T2 é muito pequena. 
d) mas só alcança 100% porque representa o ciclo ideal. 
e) mas nunca alcança 100%. 
13. (UFPB) Uma máquina térmica opera usando um gás ideal monoatômico, de 
acordo com o ciclo representado na figura abaixo.
2
4
A B
CD
3 5 V (m3)
P (105 N/m2)
Sabendo que a temperatura de operação da máquina no ponto B é de 500 K, 
identifique as afirmativas corretas: 
Indique as alternativas verdadeiras (V) e falsas (F).
( ) O trabalho realizado pela máquina térmica em um ciclo é de 4 ? 105 J.
( ) A eficiência dessa máquina é igual à eficiência de uma máquina operan-
do segundo o ciclo de Carnot. 
( ) A menor temperatura atingida durante o ciclo de operação da máquina é 
de 100 K. 
( ) Para uma máquina térmica ideal que trabalhe entre as temperaturas de ope-
ração do ciclo representado na figura, a maior eficiência possível é de 0,7. 
( ) A variação de energia interna em um ciclo completo é nula. 
14. (PUC-RJ) Um motor contendo 0,5 mol de um gás ideal com p0 5 150 KPa e 
V0 5 8,3 litros funciona de acordo com o ciclo mostrado na figura a seguir. 
V0
p0
2V0
CA
B
V
P
3p0
O percurso de A a B é isocórico. Entre os pontos B e C a pressão diminui li-
nearmente com o volume. Entre C e A o percurso é isobárico. Considerando 
que as capacidades de calor molar do gás são cv 5 10,0 J/mol ? K (a volume 
constante); cp 5 15,0 J/mol ? K (à pressão constante), e a constante dos gases 
R 5 8,3 J/mol ? K, determine:
a) o trabalho realizado pelo motor durante a etapa AB do processo.
b) as temperaturas nos pontos A, B e C.
c) o calor absorvido durante as etapas AB e CA. 
13. Gabarito V, F, F, V, V
(V) t 5 área ä t 5 2 ? 2 ? 1 0 5 ä t 5 4 ? 1 0 5 
O trabalho é t 5 4 ? 1 0 5 J
(F) O ciclo difere do ciclo de Carnot em que o 
gás apresenta o melhor rendimento.
(F) 4 ? 1 0 5 ? 5 ___________ 500 5 2 ? 1 0 5 ? 3 ___________ T ä 20 ? T 5 3 000
A temperatura mínima é de 150 K.
(V) h 5 1 2 
 T 2 ___ T 1 
 ä h 5 1 2 150 _____ 500 ä h 5 0,7
O rendimento da máquina é 0,7, ou seja, 70%
(V) pois T 5 T 0 
14. Gabarito
a. t 5 0, pois DV 5 0
b. Com base nos dados fornecidos:
p ? V 5 n ? R ? T
150 ? 1 0 3 ? 8,3 ? 1 0 23 5 0,5 ? 8,3 ? TA ä 
ä TA 5 300
Logo, TA 5 300 K
Em todos os pontos a temperatura é propor-
cional ao produto p ? V:
 
 p 0 ? V 0 _______ 300 5 
3 ? p 0 ? V 0 ___________ T B 
 
 T B 5 900
Assim T B 5 900 K
 
 p 0 ? 2 V 0 ________ T C 
 5 
 p 0 ? V 0 _______ 300 
 T C 5 600
No ponto C a temperatura é T C 5 600 K
c. Q AB 5 N ? c v ? DT
 Q AB 5 0,5 ? 10 ? (900 2 300) ä 
ä Q AB 5 3 000 J
Recebeu 3 000 J no processo AB.
 Q AC 5 N ? c p ? DT
 Q AC 5 0,5 ? 15 ? (600 2 300) ä Q AC 5 2 250 J
No processo AC recebeu 2 250 J
TCF_VU_LA_CADERNO_REVISAO_088A095.indd 95 27/02/14 13:47