Lista de Exercícios Resolvidos Termodinâmica - Ciclos Termodinâmicos Stirling e Entropia

Figura 2 Ciclo Stirling 3 Um cilindro contendo uma massa M de ar comprimido a uma pressão P0 está em contato térmico com o ambiente a uma temperatura T Este cilindro passa a ter um pequeno vazamento através do qual o gás escapa para a atmosfera a uma pressão atmosférica Patm P0 até que alcance totalmente o equilíbrio com o ambiente a Qual a variação de entropia do universo 2 pontos b Que quantidade de trabalho é desperdiçada por este processo 1 ponto 1 Máquinas térmicas e entropia 1 Uma amostra de 1 mol de um gás diatômico γ14 é submetido ao longo do ciclo da figura 1 abaixo O processo A B é uma expansão isotérmica reversível Calcule a o trabalho resultante do gás em um ciclo 1 ponto b as energias em forma de calor adicionada e expelida do gás em cada ciclo 05 ponto c o rendimento do ciclo 1 ponto d Compare com o rendimento do ciclo de Carnot realizado entre as mesmas temperaturas extremas da figura 1 Qual será o maior 05 ponto P atm 5 A Isothermal process 1 B C 10 50 V liters Figura 1 Ciclo da questão 1 2 Um motor Stirling é constituído de dois recipientes cilíndricos um mantido a temperatura Ti e outro a temperatura 3 Ti pelos quais circula ciclicamente n mols de um gás inerte expandindo no recipiente quente e contraindo no frio O ciclo termodinâmico deste motor é dado pela figura 2 abaixo Considerando a capacidade térmica molar a volume constante CV em 1 ciclo a calcule o trabalho resultante realizado pelo gás 1 ponto b calcule o rendimento do motor 1 ponto c mostre que este rendimento é menor do que o máximo rendimento possível para um motor operando com estas temperaturas extremas 1 ponto d calcule as variações de entropia de cada etapa do motor e de todo o ciclo 1 ponto