Lista 2 Série - Máquinas Térmicas

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Física 2ª Série - Prof. Wellington 
1. Uma máquina térmica funciona realizando o ciclo de Carnot. Em cada ciclo, o trabalho útil fornecido 
pela máquina é de 2KJ. As temperaturas das fontes térmicas são 227°C e 27°C respectivamente. 
Defina o rendimento da máquina, a quantidade de calor retirada da fonte quente e a quantidade de 
calor rejeitada para a fonte fria. 
2. Dez litros de gás à baixa pressão, contidos em um recipiente, são aquecidos recebendo 1,0 x102 cal sem variar 
significativamente o seu volume. Os valores aproximados do trabalho (T) realizado no processo e da 
correspondente variação de energia interna (∆U) do gás são, em cal, respectivamente: 
a) 0; 0 
b) 0; 1,0 x 102 
c) 1,0 x 102 ; 0 
d) 1,0 x 102 ; 1,0 x 102 
e) 0,5 x 102 ; 0,5 x 102 
3. A eficiência de uma máquina de Carnot que opera entre a fonte de temperatura alta Tq e a fonte de temperatura 
baixa Tf é dada pela expressão: n = 1 – Tf / Tq, em que Tf e Tq são medidas na escala absoluta ou de kelvin. Suponha 
que você dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência de 30%. Se você dobrar o valor da temperatura da fonte 
quente, a eficiência da máquina passará a ser igual a quanto? 
4. Uma máquina térmica opera, segundo o ciclo de Carnot, entre as temperaturas de 500K e 300K, recebendo 2KJ de 
calor da fonte quente. Calcule o calor rejeitado para a fonte fria e o trabalho realizado pela máquina, em J. 
5. Uma máquina térmica teórica retira 1Kj da fonte quente e rejeita 650J para a fonte fria. Calcule o rendimento dessa 
máquina, em porcentagem. 
6. O ciclo de Carnot foi proposto em 1824 pelo físico francês Nicolas L. S. Carnot. O 
ciclo consiste em uma sequência de transformações, mais precisamente de duas 
transformações isotérmicas (Tq para a fonte quente e Tf para a fonte fria), 
intercaladas por duas transformações adiabáticas, formando, assim, o ciclo. Na sua 
máquina térmica, o rendimento seria maior quanto maior fosse a temperatura da 
fonte quente. No diagrama, temos um ciclo de Carnot operando sobre fontes térmicas 
de Tq = 800K e Tf = 400K. Admitindo-se que o ciclo opera com fonte quente, 
recebendo 1KJ de calor, responda: 
a) Em que consistem os termos transformações isotérmicas e adiabáticas? 
b) Determine o rendimento dessa máquina de Carnot. 
c) Essa máquina vai realizar um trabalho. Qual é o seu valor? 
 
7. Uma máquina térmica reversível opera entre dois reservatórios térmicos de temperaturas 100°C e 127°C, 
respectivamente, gerando gases aquecidos para acionar uma turbina. A eficiência dessa máquina é melhor 
representada por: 
a) 68% b) 6,8% c) 0,68% d) 21%. e) 2,1%. 
8. Um gás ideal evolui de um estado A para um estado B, de acordo com o gráfico abaixo. São feitas três afirmações a 
respeito desse gás, ao evoluir de A para B: 
I. O seu volume aumentou. 
II. Ele realizou trabalho. 
III. Ele recebeu calor. 
É (são) verdadeira(s): 
a) apenas a I. b) apenas a II. c) apenas a III. d) apenas a I e a II. e) a I, a II e a III.