Física 3 aulas 19 e

Transcrição

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2 Ciclo de Carnot (824) Ciclo de rendimento máximo teórico possível, ainda assim menor do que 00%. máx máx Q Q 2 2 Q Q 2 2 Ciclo no sentido horário Ciclo Motor Nicolás Sadi Carnot ( ) máx 00%

3 Ciclo de Otto (876) Nikolaus August Otto (832-89) Motor de quatro tempos :. Admissão isobárica Compressão adiabática Combustão isocórica 2-3, expansão adiabática Abertura de válvula 4-5, exaustão isobárica 5-0 Dica de link : Dica de link 2:

4 (UnB 20) Os materiais granulares são conjuntos com grande número de partículas macroscópicas e têm papel fundamental em indústrias como a de mineração e construção na agricultura. As interações entre os grãos são tipicamente repulsivas e inelásticas, decorrendo a dissipação de energia principalmente das forças de atrito. Em muitas ocasiões, os sistemas granulares não se comportam como gases, líquidos ou sólidos. Eles podem ser considerados apropriadamente como outro estado da matéria. Por exemplo, uma pilha de grãos estável se comporta como um sólido. Se a altura dessa pilha aumentar acima de certo valor, os grãos começam a fluir. No entanto, o fluxo não será como em um líquido, porque tal fluxo somente se dará em uma camada na superfície da pilha, enquanto os grãos, no seu interior, ficarão em repouso. Revista Brasileira do Ensino de Física, v. 30, nº, 2008 (com adaptações). Suponha que uma colheitadeira de grãos que se comporta como uma máquina térmica de Carnot funcione entre as temperaturas de 27 o C e 327 o C, a partir de uma potência recebida de.000 W. Calcule, em joules, a quantidade máxima de energia que essa máquina pode transformar em trabalho mecânico em segundo. Para a marcação no caderno de respostas, despreze, caso exista, a parte fracionária do resultado final obtido, após realizar todos os cálculos solicitados.

5 (UnB 20)... Suponha que uma colheitadeira de grãos que se comporta como uma máquina térmica de Carnot funcione entre as temperaturas de 27 o C e 327 o C, a partir de uma potência recebida de.000 W. Calcule, em joules, a quantidade máxima de energia que essa máquina pode transformar em trabalho mecânico em segundo. Para a marcação no caderno de respostas, despreze, caso exista, a parte fracionária do resultado final obtido, após realizar todos os cálculos solicitados. Resolução máx 2 (27 273) ( ) ,5 2 P U máx PU máx P 0, W P P U t J PU t 500 s s 500 J

6 2 (UFLA 200) O ciclo de Carnot é constituído de duas transformações isotérmicas a temperaturas e 2 e duas transformações adiabáticas. Considere o diagrama P x V a seguir e o sentido do ciclo ABCDA. É correto afirmar: a) As variações da energia interna U nos processos BC e DA são nulas. b) As variações da energia interna U nos processos AB e CD são nulas. c) A temperatura associada ao processo isotérmico AB é menor do que a temperatura associada ao processo isotérmico CD. d) Ao final do ciclo ABCDA, o trabalho realizado é igual à variação da energia interna U de ciclo.

7 3 (UFSM 202 adapt.) Na primeira fase da revolução industrial, o processo de exploração do carvão, na Inglaterra, foi melhorado com a utilização de máquinas a vapor, para retirar a água acumulada nas minas. Considere uma máquina a vapor representada pelo esquema seguinte. Q 2 é a energia retirada do reservatório de maior temperatura ( 2 ) a cada ciclo. Q é a energia cedida ao reservatório de menor temperatura ( ). W é a energia associada ao trabalho da máquina sobre a vizinhança. Então, analise as afirmativas: I. Pela Primeira Lei da, em valores absolutos, Q + Q 2 = W. II. Se o esquema representa uma máquina reversível operando através de um ciclo de Carnot, o ciclo termodinâmico realizado pela substância de trabalho é formado por duas isotermas e duas adiabáticas. III. Como o reservatório de temperatura mais alta perde energia e o reservatório de temperatura mais baixa ganha energia, 2 diminui e aumenta; por isso o rendimento diminui com o tempo. Está(ão) correta(s): a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas II e III.

8 (PUC-RS 200) Para responder a questão, considere o texto e o gráfico, o qual relaciona o rendimento de uma máquina de Carnot e a razão 2 / das temperaturas em que opera a máquina. O ciclo de Carnot é um ciclo termodinâmico especial, pois uma máquina térmica que opera de acordo com este ciclo entre duas temperaturas, e 2, com maior do que 2, obtém o máximo rendimento possível. O rendimento r de uma máquina térmica é definido como a razão entre o trabalho líquido que o fluido da máquina executa e o calor que absorve do reservatório à temperatura. Pode-se concluir, pelo gráfico e pelas leis da termodinâmica, que o rendimento da máquina de Carnot aumenta quando a razão 2 / diminui: a) alcançando 00% quando 2 vale 0 o C. b) alcançando 00% quando é muito maior do que 2. c) alcançando 00% quando a diferença entre e 2 é muito pequena. d) mas só alcança 00% porque representa o ciclo ideal. e) mas nunca alcança 00% / máx 4 2

9 5 (Enem 20) Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma. A. X. Z. Carvalho. Física érmica. Belo Horizonte: Pax, (Adapt.). De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a: a) liberação de calor dentro do motor ser impossível. b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável. c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível. d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível. e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável. SEGUNDO PRINCÍPIO DA ERMODINÂMICA É impossível a conversão integral do calor de uma fonte quente em trabalho. ERCEIRO PRINCÍPIO DA ERMODINÂMICA Não pode haver um motor com rendimento 00%.

10 6 (UEPG 200) A termodinâmica pode ser definida como uma ciência experimental baseada em um pequeno número de princípios (leis da termodinâmica), que são generalizações feitas a partir da experiência. Sobre as leis da termodinâmica, assinale o que for correto. 0 Nenhuma máquina térmica pode apresentar um rendimento superior ao de uma máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas. 02 A ª lei da termodinâmica é uma afirmação do princípio geral da conservação da energia. 04 A 2ª lei da termodinâmica afirma que é indiferente transformar integralmente calor em trabalho ou trabalho em calor. 08 Em um processo cíclico, a energia interna do sistema apresenta variação nula. SOMA = =