Questões de Concurso
Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física
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Uma maquina térmica executa um ciclo termodinâmico, operando entre um reservatário quente a uma temperatura TH = 100oC e um reservatário frio a uma temperatura TC = 20oC A maquina térmica retira num ciclo QH = 8000 Joules de calor do reservatário quente, realiza um trabalho W e libera uma quantidade de calor Qc para o reservatório frio, conforme a figura abaixo. Supondo que a maquina térmica tenha um rendimento igual a uma maquina de Carnot, o trabalho realizado pela maquina num ciclo sera igual a:

O calor, em kJ, dado ao sistema é de

Acima podem ser vistos dois esquemas referentes a bombas centrífugas. Tendo em vista o funcionamento e a construção dessas bombas, constata-se que
Qual é a quantidade de calor, em J, que a máquina cede à fonte de calor fria?

Durante cada ciclo, a máquina realiza o trabalho W, absorve a quantidade de calor QH do reservatório quente e rejeita a quantidade de calor QC para o reservatório frio. As temperaturas dos reservatórios estão indicadas na figura e não variam.
A tabela a seguir apresenta cinco ciclos hipotéticos e valores propostos para QH, QC e W em cada um desses ciclos.

Dentre esses ciclos, o único fisicamente possível é o
,

O rendimento de uma máquina térmica que operasse usando esse ciclo é, aproximadamente, de
Dado: Constante universal dos gases ideais = 8,0 x 10-2 atm.L.mol -1.K-1

Sobre este ciclo de Carnot, afirma-se que
I a transformação AB é isovolumétrica.
II a transformação BC é isotérmica.
III a transformação CD é isobárica.
IV a transformação DA é adiabática.
Está correta a alternativa:
O uso de um feixe de tubos ao invés de um tubo único, visa a
Desprezando-se quaisquer perdas por dissipação de energia, o rendimento dessa máquina térmica operando nessas condições é
, e o valor correspondente da resistência total de depósito é
. Na hipótese de haver condições de deposição muito mais severas, com a resistência total de depósito sendo multiplicada por 6 e mantidas as demais condições constantes, o novo valor do coeficiente global de transferência de calor será reduzido em
), com vazão mássica de 1 kg/s, deve ser aquecida de 50 oC a 150 o C, trocando calor com uma corrente de óleo (capacidade térmica específica
), com vazão mássica de 2 kg/s a 200 oC em um trocador tubular contracorrente. Os valores dos coeficientes de convecção associados ao escoamento das correntes de água e de óleo são, ambos, iguais a
. A resistência total de depósito é igual a
, e os efeitos relativos à espessura da parede dos tubos podem ser desprezados. A área mínima de transferência de calor desse trocador deve ser igual a
= 500 K e
= 100 K. De acordo com as leis da termodinâmica, qual o maior rendimento possível para uma máquina operar entre esses dois reservatórios?As primeiras máquinas térmicas, inventadas no século XVIII, além de bastante precárias, apresentavam rendimentos muito baixos, isto é, consumiam grande quantidade de combustível para produzir trabalho relativamente pequeno. Por volta de 1770, o inventor escocês James Watt apresentou um novo modelo de máquina térmica, que veio substituir aquelas então existentes. A máquina de Watt foi inicialmente empregada para movimentar moinhos e acionar as bombas que retiravam água de minas subterrâneas e, posteriormente, nas locomotivas e barcos a vapor.
Acerca desse tema, assinale a afirmativa incorreta.
A termodinâmica consiste no estudo dos processos termodinâmicos nos quais um sistema é levado de um estado de equilíbrio térmico a outro. Com relação às leis da termodinâmica e ao comportamento das máquinas térmicas, julgue o seguinte item.
Em toda máquina térmica que opera em ciclos, ao se percorrer todo o ciclo, a variação de entropia é nula.