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Termodinâmica

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Questão 3/10 - Termodinâmica Aplicada a Engenharia Mecânica Ler em voz alta O engenheiro mecânico é frequentemente responsável por avaliar a eficiência de máquinas térmicas, como motores e turbinas. A Primeira Lei da Termodinâmica permite calcular o trabalho realizado e o calor transferido, sendo essencial para determinar o rendimento do equipamento. Considerar as perdas de energia é fundamental para garantir que o projeto atenda aos requisitos de desempenho e segurança, além de otimizar o consumo energético e reduzir custos operacionais. Uma máquina térmica recebe 5000 J de calor e realiza 3500 J de trabalho útil. Utilizando a Primeira Lei da Termodinâmica, calcule a quantidade de energia perdida para o ambiente e a eficiência do equipamento. A 1500 J de energia perdida, indicando eficiência de 70%. B 3500 J de energia perdida, indicando eficiência de 30%. C 5000 J de energia perdida, indicando eficiência de 0%. D 1500 J de energia perdida, indicando eficiência de 30%.
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leandro trajano

há 24 horas

Respostas

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há 24 horas

Para resolver essa questão, vamos aplicar a Primeira Lei da Termodinâmica, que pode ser expressa como: \[ Q = W + \Delta U \] onde: - \( Q \) é o calor recebido pela máquina (5000 J), - \( W \) é o trabalho realizado pela máquina (3500 J), - \( \Delta U \) é a variação da energia interna, que neste caso pode ser considerada como a energia perdida para o ambiente. Podemos rearranjar a equação para encontrar a energia perdida: \[ \Delta U = Q - W \] \[ \Delta U = 5000 J - 3500 J = 1500 J \] Portanto, a quantidade de energia perdida para o ambiente é de 1500 J. Agora, para calcular a eficiência (\( \eta \)) da máquina térmica, usamos a fórmula: \[ \eta = \frac{W}{Q} \times 100\% \] \[ \eta = \frac{3500 J}{5000 J} \times 100\% = 70\% \] Assim, temos que a energia perdida é de 1500 J e a eficiência do equipamento é de 70%. Analisando as alternativas: A) 1500 J de energia perdida, indicando eficiência de 70%. (CORRETA) B) 3500 J de energia perdida, indicando eficiência de 30%. (INCORRETA) C) 5000 J de energia perdida, indicando eficiência de 0%. (INCORRETA) D) 1500 J de energia perdida, indicando eficiência de 30%. (INCORRETA) Portanto, a resposta correta é a alternativa A: 1500 J de energia perdida, indicando eficiência de 70%.

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