P3 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2012.1

Em um experimento do laboratório, um cilindro de de alumínio a é colocado em contato térmico com de água a dentro de um calorímetro (considere o calorímetro ideal, isto é, capacidade térmica nula e isolamento perfeito.)

Considere: ;

Qual é a temperatura de equilíbrio?

Quais são as variações de entropia do cilindro de alumínio, da água e do sistema alumínio-água?

Quando um sistema passa do estado para o estado seguindo a trajetória como moastra a figura, e . Ao longo da trajetória , .

Encontre a variação de energia interna nas trajetórias e . Encontre também o trabalho aolongo da trajetória .

Considere a trajetória curva . Se o trabalho nessa trajetória é , encontre o calor

Considerando o ciclo , encontre o calor, o trabalho e a variação de energia interna do ciclo.

A máquina térmica de um inventor opera entre duas fontes térmicas, uma quente à temperatura e outra, fria, à temperatura . Cada ciclo dessa máquina dura , recebendo de calor da fonte quente, por ciclo.

Suponha que uma máquina de Carnot funcionando entre essas duas fontes tenha eficiência . Calcule a temperatura da fonte fria

A eficiência da máquina térmica do inventor vale da eficiência da máquina térmica de Carnot mencionada em . Obtenha a eficiência da máquina do inventor e o trabalho realizado a cada ciclo. Calcule ainda a potência da máquina.

Com relação à máquina térmica do inventor, determine, por ciclo, o calor rejeitado para a fonte fria, avariação da entropia da fonte fria e a variação de entropia do conjunto máquina térmica, fonte quente e fonte fria.

Se acloparmos um refrigerador (não é de Carnot), com coeficiente de desempenho , recebendo o trabalho realizado pela máquina térmica do inventor, calcule o calor retirado pelo refrigerador da fonte fria e o calor rejeitado para a fonte quente (por ciclo).

A figura mostra o diagrama co ciclo ao qual são submetidos de um gás ideal diatômico . As temperaturas nos pontos e são, respectivamente, , . Considere que a pressão no ponto é .

A massa molar do gás é .

Para o gás no estado correspondente ao ponto do diagrama, encontre a energia cinética média (translação e rotação) e a velocidade média quadrática das moléculas.

Determine o volume e a pressão no ponto . Encontre o volume e a temperatura no ponto . (Complete a tabela)

Determine a variação de energia interna, o calor e o trabalho para cada um dos processos representados na figura () e para o ciclo completo.