Questões de Concurso
Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física
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Uma máquina térmica opera segundo o Ciclo de Carnot, o qual, simplificadamente, consiste em transferir calor de uma fonte quente para uma fonte fria, sendo que uma parte do calor é convertida em trabalho. Analise as afirmações abaixo:
I. Uma geladeira é uma máquina térmica, na qual o interesse maior é na dissipação de calor.
II. Uma usina nuclear é uma máquina térmica que utiliza a radiação como fonte de calor, para aquecer a água até o estado de vapor, e este move uma turbina.
III. Um motor a vapor é uma máquina térmica que utiliza o calor gerado pela queima de combustível para aquecer a água até o estado de vapor, e este move uma turbina.
Assinale a alternativa correta.
No cotidiano, há a ocorrência de diversos fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, julgue o item a seguir.
Nas máquinas térmicas, quanto menor for a taxa de conversão
do calor recebido em trabalho, maior será o rendimento da
máquina.
No cotidiano, há a ocorrência de diversos fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, julgue o item a seguir.
As máquinas térmicas, ao transformarem energia mecânica em
energia térmica, realizam trabalho a partir de trocas de calor.
No cotidiano, há a ocorrência de diversos fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, julgue o item a seguir.
Em um sistema que opera conforme o ciclo de Carnot, a
parcela máxima de energia que pode ser convertida em
trabalho útil depende unicamente da diferença de temperatura
dos reservatórios térmicos a que o sistema esteja ligado.
Nas máquinas térmicas, o estado termodinâmico da substância de trabalho é alterado por dispositivos do ciclo em questão. Com relação à substância de trabalho, julgue o item a seguir.
A temperatura de um fluido de trabalho aumentará ao se transferir energia da vizinhança para o fluido por meio de uma parede móvel do dispositivo.
Nas máquinas térmicas, o estado termodinâmico da substância de trabalho é alterado por dispositivos do ciclo em questão. Com relação à substância de trabalho, julgue o item a seguir.
A transferência de calor para um fluido de trabalho a partir de
sua vizinhança permite aumentar a temperatura do fluido. Para
esse fim, a parede do dispositivo deve ser adiabática.
Nas máquinas térmicas, o estado termodinâmico da substância de trabalho é alterado por dispositivos do ciclo em questão. Com relação à substância de trabalho, julgue o item a seguir.
É possível manter inalterada a temperatura de um fluido de
trabalho por meio de interações simultâneas com a vizinhança
de transferência de energia na forma de calor e trabalho.
Considere que a massa de 100 kg, representada na figura acima, desça 3 m, movimentando a hélice, que o volume de gás no reservatório seja aumentado em 0,002 m3 e que o peso W e o pistão mantenham a pressão do gás constante e igual a 100 kPa. Nesse caso, desconsiderados os atritos e sendo a gravidade local igual a 9,8 m/s2 , a estimativa, em módulo, da magnitude do trabalho líquido do gás no interior do cilindro realizado na vizinhança é de
A variação da entropia do universo, em cal/K, durante cada ciclo dessa máquina, é
A Figura acima ilustra o processo de geração de energia elétrica contínua por um fluido de trabalho em fase gás. O fluido absorve calor de uma fonte quente que consiste em vapor de água que se condensa isotermicamente. Em seguida, o fluido movimenta as pás de uma turbina, gerando trabalho elétrico. O calor do fluido é, então, rejeitado para uma fonte fria, que consiste em água fria. Em seguida, o fluido é comprimido, completando o ciclo. O calor retirado da fonte quente é 2500 kW.
Se a máquina térmica operasse com a máxima eficiência possível, então, a energia produzida, em kW, seria de aproximadamente,
Dado 0 °C ˜ 273 K
A cada ciclo, a máquina recebe 1000 W do reservatório quente e rejeita para o reservatório frio 300 W.
Qual é, aproximadamente, em kJ, o trabalho realizado por essa máquina durante meia hora de operação?
Uma maneira de se representar o ciclo de Carnot é mediante um gráfico em que a pressão P e o volume V são representados nas escalas logarítmicas (gráfico di-log), como o mostrado na figura acima. Nessa representação, as retas paralelas correspondem ao mesmo tipo de transformação que é representada por meio do gráfico P×V usual. Com base nessas informações e na figura acima, julgue os próximos itens.
As curvas
e 
são transformações adiabáticas. 
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