lista de 2° lei

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1) Um motor cíclico, que opera segundo um ciclo de Carnot, recebe calor de um reservatório térmico a Tres, de acordo com a seguinte relação: . E rejeita calor num reservatório a TB. Mostre que o rendimento do motor é máximo quando .
2) Qual é a forma mais efetiva de aumentar o coeficiente de performance de um refrigerador de Carnot: aumentar TB com TA constante, ou diminuir TA com TB constante? Para um refrigerador real essas estratégias fazem sentido?
3) Uma máquina de Carnot encontra-se acoplada a um refrigerador de Carnot de tal forma que todo o trabalho produzido é utilizado pelo refrigerador na extração de calor de um reservatório de calor a 0 °C a uma taxa de 35 kJ/s. A fonte de energia para a máquina de Carnot é um reservatório de calor a 250 °C. Se ambos os dispositivos descartam calor para as vizinhanças a 25 °C, que quantidade de calor é absorvida pela máquina a partir do seu reservatório de calor? Se o coeficiente de performance real do refrigerador for 60 % do reversível e se a eficiência térmica da máquina real for 60 % da reversível, qual será a quantidade de calor que a máquina deverá absorver do seu reservatório de calor?
4) Um sistema de refrigeração de calor necessita de 1,5 kW de potência para uma taxa de refrigeração de 4 kJ/s. Se a rejeição de calor ocorrer a 40 °C, qual será a menor temperatura que possivelmente o sistema terá capacidade de manter?
5) Prove que é impossível o cruzamento de duas linhas representando processos adiabáticos reversíveis, em um diagrama PV. Sugestão: suponha que elas se cruzem, e se complete o ciclo com uma linha representando um processo isotérmico reversível. Mostre que a realização desse ciclo viola a segunda lei.
6) Uma máquina térmica opera entre dois reservatórios de calor finitos com capacidades caloríficas totais CA e CB. 
a) Desenvolva uma expressão relacionando TA e TB em um tempo qualquer.
b) Determine uma expressão para o trabalho obtido como uma função de CA, CB, TA e as temperaturas iniciais TA0 e TB0.
c) Qual é o máximo do trabalho que pode ser obtido? Esse valor corresponde ao tempo infinito, quando os reservatórios estão na mesma temperatura.
7) Uma máquina de Carnot opera entre um reservatório quente infinito e um reservatório frio finito com capacidade calorífica total CB.
a) Determine uma expressão para o trabalho obtido como uma função de CB, TA (constante), TB e a temperatura inicial do reservatório frio TB0.
b) Qual é o máximo de trabalho que pode ser obtido? Esse valor corresponde ao tempo infinito, quando TB fica igual a TA.
8) Um gás ideal, Cp = 3,5 R e Cv = 2,5R, passa por um ciclo constituído pelas seguintes etapas, mecanicamente reversíveis:
Uma compressão adiabática de P1, V1, T1 para P2, V2, T2.
Uma expansão isobárica de P2, V2, T2 para P3=P2, V3, T3.
Uma expansão adiabática de P3, V3, T3 para P4, V4, T4.
Um processo a volume constante de P4, V4, T4 para P1, V1 = V4, T1.
Esboce esse ciclo em um diagrama PV e determine a sua eficiência térmica, se T1 = 200°C, T2 = 1000 °C e T3 = 1700 °C.