P3 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2011.1

Um cilindro de oxigênio hospitalar com volume de , à temperatura ambiente (), contém à pressão de . (A massa molar das moléculas de é .)

Supondo o gás ideal, determine quantos mols de o cilindro contém.

Qual é a velocidade quadrática média das moléculas de ?

Calcule o volume médio por molécula de , e, a partir dele, estime a distância média entre essas moléculas.

A vaporização do suor é um mecanismo de controle da temperatura de animais de sangue quente. (Dados: o calor de vaporizaçãoo da água a , ; o calor específico típico do corpo humano, ; e a densidade da água, .)

Qual a quantidade de água que a pele de um homem de deve evaporar para que a temperatuda de seu corpo diminua de ?

Qual é o volume de água que o homem deve beber para repor a água vaporizada? Compare com uma lata de refrigerantes.

Uma máquina térmica operando entre as temperaturas e rejeita

para a fonte fria uma quantidade de calor em um ciclo. Sua eficiência é igual a

da eficiência máxima (Carnot) para essas fontes.

Calcule a quantidade de calor fornecida pela fonte quente e o trabalho realizado em cada ciclo.

Qual deve ser a duraçãoo de cada ciclo para que a potencia média que a máquina entrega seja igual a ?

Essa mesma máquina é utilizada para alimentar um refrigeradore que retira, a cada ciclo (da mesma duraçãoo que o da máquina), uma certa quantidade de calor de um compartimento à temperatura , despejando no ambiente, a uma temperatura , uma quantidade de calor .

Faça um esquema do funcionamento do sistema composto,indicando com setas os fluxos de energia.

Sendo , obtenha o coeficiente de desempenho do refrigerador.

Calcule a variação de entropia do sistema [refrigerador compartimento a ambiente a ] após um ciclo. O resultado é compatível com a segunda lei da termodinâmica?

Um gás ideal diatômico descreve o ciclo definido pelas seguintes etapas:

: processo a volume constante , desde a pressão até .

: expansão a pressão constante , do volume até .

: processo a volume constante , de até .

: compressão a pressão constante , de até .

Desenhe o ciclo num gráfico versus , sendo Pa e

Dado que o número de mols do gás é tal que , calcule a temperatura em cada vétice.

Obtenha o trabalho realizado pelo gás em cada ciclo.

Obtenha o calor trocado em cada etapa do ciclo, indicando se é recebido ou cedido pelo gás.

Calcule a eficiência de um motoe térmico operando segundo o ciclo .

Calcule a variação de entropia da etapa e a variação de entropia no ciclo completo.