Atividade 2 de Física 2

Questão 4 Uma massa M de um material congelado à temperatura y é transformada em líquido e elevada à temperatura x y O calor específico do material congelado é igual a x2M e o calor específico da sua forma líquida é igual a 14M O calor latente de fusão é dependente da massa dado por Lm 2 mM² Sua temperatura de fusão é de x Solução 1 Antes da fusão Calor necessário para aquecer o sólido de y para x Q1 M x2M x y xx y2 Variação de entropia ΔS1 yx dQT yx M x2M dTT x2 yx dTT x2 lnxy 2 Durante a fusão Calor necessário para fusão Q2 LM M 2MM² M 2 Variação de entropia ΔS2 Q2 Tfusão 2x 3 Depois da fusão Calor necessário para aquecer o líquido de x para x y Q3 M 14M x y x y4 Variação de entropia ΔS3 xxy dQT xxy M 14M dTT 14 xxy dTT 14 lnx yx 4 Variação total de entropia ΔStotal ΔS1 ΔS2 ΔS3 x2 lnxy 2x 14 lnx yx xV0 yV0 C II B I A P x yV PV de sistema y0 x V0 1 Q quente QII ΔUII WII Cv TB TC xV0 x y V0 Q quente Cv x²R y x x yx x Cvk 1 x y Wutil x x y x y ln xy Assim temos η x x y y lnxyx Cvk 1 x y x y y ln xy Cvk 1 x y onde Cv k r 1 η x y y ln xy r x y y 2 Tg TB x²R η Y TB Tg Y yx η x yx 3 BA ΔSBA n Cp lnTATB r kr 1 lnyx AC ΔSAC n k ln VfVi k lnyx Assim r ΔSBA ΔSAC r r 1 AVALIAÇÃO II Física II Prof Dr Alex Eduardo de Bernardini Um mol de gás ideal PVRT de coeficiente adiabático Y CpCv é submetido ao ciclo fechado CBAC na figura Use P xyV em AC onde x e y são constantes 1 Calcule o rendimento da máquina térmica em questão em função de Y x e y 2 Calcule o rendimento da máquina térmica de Carnot cujas temperaturas extremas são as mesmas do diagrama ao lado CA é uma isoterma 3 Calcule a razão entre as variações de entropia em BA e AC em função de Y x e y 4 Uma massa M de um material congelado à temperatura y é transformada em líquido e elevada à temperatura xy O calor específico do material congelado é igual a x2M e o calor específico da sua forma líquida é igual a 14M O calor latente de fusão é dependente da massa Ele é dado por Lm 2 mM² lembrese que dQ Lm dm Sua temperatura de fusão é de x Calcule a variação de entropia lembrese que dS dQT em cada uma das etapas antes da fusão durante a fusão depois da fusão e encontre qual é a variação total da entropia Lembrese também quando dQ M c dT 5 Calcule o expoente adiabático Y para um gás triatômico O3 Ozônio com 03 graus de liberdade de translação e 03 graus de liberdade de rotação a uma temperatura elevada tal que uma fração Q das moléculas encontramse dissociadas em 3 átomos Através do resultado determine Y para o caso em que Q yxy Cada questão com a resposta certa vale dois pontos Questão 5 Calcule o expoente adiabático γ para um gás triatômico O3 com 3 graus de liberdade de translação e 3 graus de liberdade de rotação a uma temperatura elevada tal que uma fração Q das moléculas se dissociam em 3 átomos Determine γ para Q y x y Solução Para O3 sem dissociação Graus de liberdade f 3 translação 3 rotação 6 Para O3 dissociado Graus de liberdade f 3 translação 3 átomos 9 Energia interna total U 1 Q 62 Q 92 N k T 3 3Q 9Q2 N k T 3 3Q2 N k T Para encontrar γ Cv UT 3 3Q2 N k Cp Cv N k 3 3Q2 N k N k 4 3Q2 N k γ Cp Cv 4 3Q2 3 3Q2 Para Q y x y γ 4 3 y x y 2 3 3 y x y 2 4 3y 2x y 3 3y 2x y