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Da Lei Geral dos Gases Perfeitos, pV = nRT, pode-se concluir que a temperatura mais alta corresponde ao maior produto pV e a temperatura mais baixa corresponde ao menor produto pV. Logo, a temperatura mais alta corresponde ao ponto B, que chamaremos TB, e a temperatura mais baixa corresponde ao ponto D, TD. Aplicando a Lei Geral dos Gases Perfeitos aos valores da pressão, volume e temperatura correspondentes a esses pontos, temos: pBVB = nRTB (I) e pDVD = nRTD (II). Dividindo (I) por (II), obtemos: Substituindo pelos valores do gráfico dado, temos: ⇒ 4,5. O trabalho útil realizado pelo gás na expansão em módulo é τu = pΔV. Portanto, sendo p = 5,00 × 10^5 N/m² e ΔV = 1,50 × 10^-3 m³, o trabalho realizado é: τu = 5,00 × 10^5 × 1,50 × 10^-3 ⇒ τu = 750 J. A energia total, Et, fornecida ao motor pode ser obtida pelo calor de combustão desse combustível, cujo valor é 7,50 × 10^3 cal/g. Como são consumidos 0,20 g, temos: Et = 0,20 × 7,50 × 10^3 ⇒ Et = 1500 cal ⇒ Et = 6 000 J. Logo, o rendimento η pode ser obtido pela razão entre o trabalho útil fornecido pelo motor e a energia total consumida. Portanto, temos: η = τu / Et ⇒ η = 750 / 6000 ⇒ η = 0,13 (dois algarismos significativos) ⇒ η = 13%. alternativa b.

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Questões para Estudantes

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Vamos analisar as informações apresentadas: 1. Trabalho útil realizado pelo gás: - A fórmula utilizada é \( \tau_u = p \Delta V \). - Com \( p = 5,00 \times 10^5 \, \text{N/m}^2 \) e \( \Delta V = 1,50 \times 10^{-3} \, \text{m}^3 \): \[ \tau_u = 5,00 \times 10^5 \times 1,50 \times 10^{-3} = 750 \, \text{J} \] Isso está correto. 2. Energia total fornecida ao motor: - O calor de combustão é \( 7,50 \times 10^3 \, \text{cal/g} \) e a massa consumida é \( 0,20 \, \text{g} \): \[ Et = 0,20 \times 7,50 \times 10^3 = 1500 \, \text{cal} \] Convertendo para joules (1 cal = 4,184 J): \[ Et = 1500 \times 4,184 = 6276 \, \text{J} \quad (\text{aproximadamente } 6000 \, \text{J}) \] Isso está correto. 3. Rendimento \( \eta \): - A fórmula é \( \eta = \frac{\tau_u}{Et} \): \[ \eta = \frac{750}{6000} = 0,125 \quad (\text{ou } 12,5\%) \] Arredondando para dois algarismos significativos, temos \( \eta = 0,13 \) ou 13%. Portanto, a análise está correta e a conclusão sobre o rendimento é válida. Se a alternativa correta é a que apresenta o rendimento como 13%, então a resposta é: alternativa b.

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