Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 19.1 - Ex. 35
Um gás diatômico ideal segue o ciclo mostrado na figura 19-16. A temperatura do estado é . Determine (a) as temperaturas dos outros três estados numerados do ciclo e (b) o rendimento do ciclo.
Passo 1
- Nesses exercícios a primeira coisa que a gente faz é desenhar o gráfico . Nesse já está pronto, então podemos passar pra próxima parte, vamos direto pras temperaturas! Do estado pro , a pressão triplica, então a temperatura também é o triplo: . Do estado pro estado , o volume triplica, então a temperatura também é o triplo: . Do estado pro estado , a pressão diminuiu pra um terço, então a temperatura também cai pra um terço: . Beleza, achamos todas! Agora a gente passa pras contas das energias!
- A eficiência do ciclo é o trabalho do gás sobre o calor quente. Vamos calcular cada um!
Passo 2
Para o trabalho, sabemos que a área do gráfico é o trabalho realizado. Aqui não vai ser diferente.
Para o calor, vamos pegar só os calores quentes. Eles são os que aumentam a temperatura, então é só a gente ver os que tem ! Vão ser então os processos , que é isovolumétrico, e o , que é isobárico.
Esse a gente tira lá da equação de Clapeyron pra qualquer um dos estados. Vamos pegar o estado .
Então substituindo isso
Passo 2
Aí pra terminar é só a gente calcular o rendimento!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)
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