Lista de Exercícios de Termodinâmica - Professor Vagner Romito de Mendonça

TERM6 Termodinâmica 3 Lista de Exercícios Professor Vagner Romito de Mendonça 1 Um motor a gasolina produz energia a uma potência de 180 kW com uma eficiência de 28 Para operar nestas condições qual a quantidade de calor fornecido para a máquina por segundo Considerando sua eficiência quanto de calor é rejeitado por segundo 2 Um congelador de uma geladeira caseira atua com um coeficiente de desempenho de 240 Este congelador deve converter 180 kg de água inicialmente a 25 C em 180 kg de gelo a 5 C Qual a energia elétrica consumida pelo refrigerador Qual a quantidade de calor rejeitado pelo sistema Dado cÁgua 4190 JkgK cGelo 055cÁgua Lf 333 kJkg 3 Um motor de combustão interna representado pelo ciclo mostrado abaixo opera com um gás ideal diatômico como substância de trabalho e uma taxa de compressão de 41 Vd 4Va Supondo que pb 3pa determine a pressão e a temperatura em cada um dos vértices do diagrama PV em termos de pa e Ta Qual a eficiência do ciclo Va Vb e Vc Vd bc e da são processos adiabáticos a b c d Pressão Volume a b c d Pressão Volume 4 Uma máquina de Carnot cujo reservatório quente está a uma temperatura de 620 K absorve 550 J de calor nessa temperatura e fornece 335 J no reservatório frio por ciclo a Qual é o trabalho produzido pela máquina durante cada ciclo b Qual a temperatura da fonte fria c Qual é a eficiência térmica do ciclo 5 Um inventor alega ter construído um motor que num certo intervalo de tempo absorve 110 MJ de calor a 415K e rejeita calor no reservatório térmico a 212 K enquanto realiza 167 kWh de trabalho Demonstre se esta alegação é verdadeira ou não 6 Em um processo reversível 3 mols de um gás ideal são comprimidos isotermicamente a 20 C Durante a compressão um trabalho de 1850 J é realizado sobre o gás Qual a variação da entropia do gás 7 Em um processo envolvendo a expansão de um gás sob pressão constante dependendo da faixa de temperatura o calor específico molar cp não é constante e sim uma função de T como mostrado na equação a seguir onde a b c d são constantes específicas de um determinado gás Para o gás H2 os valores das constantes são a 35 b 01103 K1 c 24107 K2 sendo as demais constantes iguais a zero Um mol de gás H2 é aquecido sob pressão constante de 300 K a 1500 K Qual a variação da entropia envolvida neste processo 8 Um mol de um gás ideal diatômico passa por um ciclo a partir de um estado 1 se expandindo isotermicamente até o estado 2 No estado 2 este gás sofre uma redução de pressão a volume constante até o ponto 3 No ponto 3 há uma compressão adiabática e o gás retorna ao estado 1 Sendo V2 3V1 determine em termos de p1 V1 T1 e R a p2 p3 e T3 b W Q U S para cada etapa do processo 9 As duas extremidades de uma barra de latão estão em contato com reservatórios de calor a 130 C e 240 C a Qual o sentido do fluxo de calor b Calcule a variação total de entropia para a condução de 1200 J de calor pela barra c Qual seria a variação da entropia da barra se o fluxo fosse inverso 10 Suponha que 10 kg de água a 100 C seja colocado em contato térmico com 10 kg de água a 0 C Qual a variação total da entropia Dado cÁgua 4190 JkgK