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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES ________________________________________________________________________________________________________ Resnick, Halliday, Krane - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 26 – A Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica 1 RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996. FÍSICA 2 CAPÍTULO 26 - A ENTROPIA E A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA 06. Um motor de combustão interna a gasolina pode ser representado aproximadamente pelo ciclo mostrado na Fig. 15. Suponha um gás ideal diatômico e utilize uma taxa de compressão de 4:1 (Vd = 4 Va). Suponha que pb = 3 pa. (a) Determine a pressão e a temperatura em cada um dos vértices do diagrama pV em termos de pa, Ta. (b) Calcule o rendimento do ciclo. (Pág. 257) Solução. (a) Estados a e b (Isométrico; Va = Vb; pb = 3 pa): b bb a aa T Vp T Vp = a aa a ab b p Tp p TpT 3== ab TT 3= Estados b e c (Va = Vb; Vc = 4 Va; Tb = 3 Ta): γγ ccbb VpVp = γγγ acaa VpVp 43 = aaac pppp 4307619,04 3 4 3 5/7 === γ ac pp 431,0≈ 11 −− = γγ ccbb VTVT 111 43 −−− = γγγ acaa VTVT aaac TTTT 723048,14 3 4 3 15/71 === −−γ 172,1 TTc ≈ Estados a e d (Vd = 4 Va): Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES ________________________________________________________________________________________________________ Resnick, Halliday, Krane - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 26 – A Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica 2 γγ ddaa VpVp = γγγ adaa VpVp 4= a aa d p ppp 1435873,0 44 5/7 === γ ad pp 144,0≈ 11 −− = γγ ddaa VTVT 111 4 −−− = γγγ adaa VTVT a aa d T TTT 5743492,0 44 15/71 === −−γ ad TT 574,0≈ (b) A eficiência de uma máquina térmica é dada por (1), onde Qq é o calor extraído da fonte térmica à temperatura Tq e Qf é o calor extraído da fonte térmica à temperatura Tf. || || 1 || |||| || || q f q fq q Q Q Q QQ Q We −= − == (1) Mas Qf = Qcd e Qq = Qab: || || 1 ab cd Q Qe −= (2) Cálculo de Qcd: −=−=∆=∆= −− 11int, 4 3 4 )( γγ aa vcdvcdvcdcd TTnCTTnCTnCEQ avcd TnCQ 14 2 − −= γ avcd TnCQ 14 2|| − = γ (3) Cálculo de Qab: )3()(int, aavabvabvabab TTnCTTnCTnCEQ −=−=∆=∆= avab TnCQ 2|| = (4) Substituindo-se (3) e (4) em (2): γγ γγ − − −− −=−=−=−= 11 11 41 4 11 2 4 2 1 2 4 2 1 av av TnC TnC e Como γ = 7/5: 4256508,041 5/71 =−= −e %6,42426,0 =≈e Solução.
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