Atividade Termodinâmica

Uma máquina térmica de Carnot recebe de uma fonte quente 1000 cal por ciclo. Sendo as temperaturas das fontes quente e fria, respectivamente, 427°C e 127°C, qual, (a) o rendimento da máquina, (b) o trabalho, em joules, realizado pela máquina em cada ciclo, (c) a quantidade de calor, em joules, rejeitada para a fonte fria

Um refrigerador de Carnot retira 75 MJ/h para um salão comercial. Se os compressores necessitam de 5,0kW de energia elétrica e convertem 80% desta energia elétrica em trabalho, calcule o coeficiente desempenho desta máquina.

Você tem meia hora antes que seus convidados cheguem, mas você esqueceu de comprar gelo para as bebidas. Você despeja 1,00 L de água a 10 °C nas bandejas de gelo e as coloca no refrigerador. Você terá gelo quando seus convidados chegarem? A etiqueta no seu refrigerador diz que o coeficiente de desempenho é de 5,5 e o consumo de energia é de 550W.(Estime que apenas 10% da potência do refrigerador é útil e que 1 L de água tem massa de 1 kg).

Calcule a variação de entropia quando, num processo à pressão constante de 1,0 atm, se transforma integralmente em vapor, 3,0kg de água que se encontrava inicialmente no estado líquido, à temperatura de 80°C. Dado: L_v = 5,4x10²cal/g e c_água = 1,0 cal/g°C.

Para fazer gelo, um freezer extrai 42 kcal de calor de um reservatório a – 12°C em cada ciclo. O coeficiente de performance do freezer é 5,7. A temperatura ambiente é de 26C. (a) quanto calor, por ciclo, é rejeitado para o ambiente? (b) Qual a quantidade de trabalho necessária por ciclo, para manter o freezer em funcionamento?

A turbina de um avião tem rendimento de 80% do rendimento de uma máquina ideal de Carnot operando às mesmas temperaturas. Em vôo de cruzeiro, a turbina retira calor da fonte quente a 127°C e ejeta os gases para a atmosfera que está a – 33°C. Qual o rendimento desta turbina?

Duas máquinas térmicas ideais foram analisadas quanto seu funcionamento. Observou-se que a primeira máquina opera recebendo 550 J de uma fonte de calor e liberando 400J no ambiente, enquanto a segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600 J e liberando 450 J. Qual a razão entre o rendimento da segunda máquina pela primeira máquina?

Considere um motor que funciona de acordo com um ciclo de Carnot e que recebe 440 J de calor por ciclo, que tem uma eficiência de 30% e que completa um ciclo de funcionamento a cada 0,02 segundos. Determine a potência fornecida por esse motor.

Em um aquário de 10 litros, completamente cheio d’água, encontra-se um pequeno aquecedor de 60 W. Sabendo-se que em 25 min. a temperatura da água aumentou de 2,0°C, qual quantidade de energia fornecida pelo aquecedor foi perdida para o exterior? (Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; densidade da água = 1,0kg/litro; 1,0 cal = 4,1868 J).

Com a instalação do gasoduto Brasil-Bolívia, a quota de participação do gás natural na geração de energia elétrica no Brasil será significativamente ampliada. Ao se queimar 1,0kg de gás natural obtém-se 5,0×10⁷J de calor, parte do qual pode ser convertido em trabalho em uma usina termoelétrica. Considere uma usina queimando 7200 quilogramas de gás natural por hora, a uma temperatura de 1227°C. O calor não aproveitado na produção de trabalho é cedido para um rio de vazão 5000L/s, cujas águas estão inicialmente a 27°C. A maior eficiência teórica da conversão de calor em trabalho é dada pelas relações de Carnot. Considerando o calor específico da água c = 4000 J/kg°C.  Calcule (a) a potência gerada por uma usina cuja eficiência é metade da máxima teórica e (b) o aumento de temperatura da água do rio ao passar pela usina.