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Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 20.2 - Ex. 31

A eficiência de um motor de automóvel é 25 % quando o motor realiza um trabalho de 8,2 k J por ciclo. Suponha que o processo é reversível. Determine ( a ) a energia Q g a n h o que o motor ganha por ciclo em forma de calor graças a queima do combustível e ( b ) a energia Q p e r d i d o que o motor perde em forma de calor por causa do atrito. Se uma regulagem do motor aumenta a eficiência para 31 % , qual é o novo ( c ) de Q g a n h o e ( d ) de Q p e r d i d o para o mesmo valor de trabalho realizado por ciclo?

Passo 1

A eficiência de qualquer ciclo é dada por:

ϵ = W Q g a n h o

Assim basta susbtituir os valores de trabalho W e eficiência ϵ fornecidos no enunciado:

0,25 = 8,2.10 3 Q g a n h o

Q g a n h o = 32800 = 32,8 k J

Passo 2

O calor perdido pode ser relacionado tamém pela eficiência:

ϵ = 1 - Q p e r d i d o Q g a n h o

Basta substituir os valores:

0,25 = 1 - Q p e r d i d o 32,8.10 3

0,75.32,8.10 3 = Q p e r d i d o = 24,6 k J

Passo 3

Se houver uma regulagem e a eficiência aumentar, podemos determinar o novo Q g a n h o :

ϵ = W Q g a n h o

0,31 = 8,2.10 3 Q g a n h o

Q g a n h o = 26,45 k J

Passo 4

E o novo calor perdido vai ser:

ϵ = 1 - Q p e r d i d o Q g a n h o

0,31 = 1 - Q p e r d i d o 26,45.10 3

Q p e r d i d o = 18,25 k J

Resolvido! Vamos para a próxima?

Resposta

a 32,8 k J

b 24,6 k J

( c ) 26,45 k J

( d ) 18,25 k J

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