Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Oscilações, Ondas e Termodinâmica- Ed: 5º - Capítulo 18.Problemas - Ex. 58
Uma amostra de 1,00 mol de um gás ideal monoatômico passa pelo ciclo mostrado na Figura P18.58. No ponto A, a pressão, o volume e a temperatura são Pi , Vi e Ti , respectivamente. Em termos de R e Ti , encontre (a) a energia total entrando no sistema por calor por ciclo, (b) a energia total saindo do sistema por calor por ciclo e (c) a eficiência de um motor operando nesse ciclo. (d) Explique como a eficiência se compara com aquela de um motor operando em um ciclo de Carnot entre os mesmos extremos de temperatura.
Passo 1
Vem comigo que n o caminho eu explicooooo??
ENCOXXXTAAAA
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Vamos escrever a equação dos gases ideias para cada ponto do ciclo.
No ponto A:
No ponto B:
No ponto C:
No ponto D:
Passo 2
Igualando as equações, podemos determinar os valores de
Para o ponto B:
Para o ponto C:
Para o ponto D:
Passo 3
As quantidades nas etapas, à pressão constante e a um volume constante, para um gás monoatômico, são:
Passo 4
Com essas informações, podemos determinar a energia na forma de calor envolvida em cada etapa do ciclo:
Consequentemente, a quantidade de calor entrando no sistema durante o ciclo é de :
Passo 5
- Conforme (a), a quantidade de calor que deixa o sistema durante o ciclo é :
- Podemos calcular a eficiência desse motor por é:
- A eficiência para um ciclo Carnot é dada pela equação:
Substituindo os valores calculados, teremos:
Passo 6
Substituindo os valores calculados em (a) e (b), iremos obter:
Passo 7
Substituindo os dados já calculados, iremos obter:
Concluímos, com este resultado, que a eficiência de um ciclo de Carnot é muito maior do que a eficiência do ciclo apresentado no problema.
Resposta
Vide a explicação.