Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Randall D. Knight - Termodinâmica Óptica- Ed: 2º - Capítulo 19.Exercícios e Problemas - Ex. 60

A máquina térmica cujo ciclo é representado na FIGURA P19.60 usa 2,0 mol de um gás monoatômico como substância de trabalho. a. Determine T1• T2 c T1• b. Crie uma tabela que apresente AE...,.. W, e Q para cada um dos três processos. c. Qual é o rendimento rérmico da máquina?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

O processo 2 → 3 do ciclo da máquina de calor é isocórico e o processo 3 → 1 é isobárico. Para

um gás monoatômico C V = 3 2 R   e   C P = 5 2 R

Letra a:

As três temperaturas são:

T 1 = p 1 V 1 n R = 4.0 × 10 5 P a 0.025 m 3 2.0 m o l 8.31 J m o l K = 601.7 K ≈ 602 K T 2 = p 2 V 2 n R = 6.0 × 10 5 P a 0.050 m 3 2.0 m o l 8.31 J m o l K = 1805.1 K ≈ 1805 K T 3 = p 3 V 3 n R = 4.0 × 10 5 P a 0.050 m 3 2.0 m o l 8.31 J m o l K = 1203.4 K ≈ 1203 K

Passo 2

Letra b:

Para o processo 1 → 2, o trabalho realizado é a área sob o gráfico p versus V. O trabalho e a mudança na energia interna são:

W s = 1 2 6.0 × 10 5 P a - 4.0 × 10 5 P a 0.050 m 3 - 0.025 m 3 + 4.0 × 10 5 P a 0.050 m 3 - 0.025 m 3 = 1.25 × 10 4 J

Δ E t h = n C v Δ T = ( 2.0 m o l ) 3 2 R T 2 - T 1 = ( 2.0 m o l ) 3 2 ( 8.31 J / m o l K ) ( 1805.1 K - 601.7 K ) = 3.00 × 10 4 J

A entrada de calor é Q = W s + Δ E t h = 4.25 × 10 4 J . Para o processo isocórico 2 → 3 , W s = 0 J e:

Q = Δ E t h = n C v Δ T = 2.0 m o l 3 2 8.31 J m o l K 1203.4 K - 1805.1 K = - 1.50 × 10 4 J

Para o processo isobárico 3 → 1, o trabalho realizado é a área sob a curva p-versus-V. Portanto,

W s = 4.0 × 10 5 P a 0.025 m 3 - 0.050 m 3 = - 1.0 × 10 4 J

Δ E th  = n C V Δ T = n 3 2 R T 1 - T 3 = 2.0 m o l 2 3 8.31 J m o l K 601.7 K - 1203.4 K

= - 1.5 × 10 4 J

A entrada de calor é:

Q = W s + Δ E t h = - 2.50 × 10 4 J

Passo 3

Letra c:

A eficiência térmica é:

η = W l i q Q H = 2.5 × 10 3 J 4.25 × 10 4 J = 5.9 %

Resposta

  1. Ver resposta
  2. Ver resposta
  3. 5.9%
Ver Outros Exercícios desse livro