Enunciado

65 Um disco de freio automotivo, fabricado com aço e que apresenta massa igual a 10 kg, está inicialmente a 10°C. As pastilhas do sistema de freio são acionadas e a tempratura do disco atinge 110°C enquanto o motorista impõe uma velocidade cosntante no automóvel. Determine a variação de disponibilidade do disco de freio e o consumo de combustível (em termos de energia) neste processo. Admita que a eficiência térmica do motor deste automóvel é igual a 35%.

Passo 1

Opaaa... bora?

Nessa questão vamos usar a equação da energia:

m u 2 - u 1 = Q

E pra variação de disponibilidade (admitindo que o trabalho é zero na vizinhança em P 0 ):

Δ ϕ = m u 2 - u 1 - T 0 m s 2 - s 1

E vamos usar a aproximação:

u 2 - u 1 = C T 2 - T 1

E também:

s 2 - s 1 = C ln ⁡ T 2 T 1

E pro consumo de combustível:

Q c = Q η

Passo 2

Primeiro usando a equação da energia:

m u 2 - u 1 = Q

m C T 2 - T 1 = Q

Q = 10 × 0,45 × 110 - 10

Q = 450   k J

E já calculando o consumo de combustível:

Q c = Q η

Q c = 450 0,35

Q c = 1285,7   k J

E calculando a variação de disponibilidade:

Δ ϕ = m u 2 - u 1 - T 0 m s 2 - s 1

Δ ϕ = m C T 2 - T 1 - T 0 m C ln ⁡ T 2 T 1

Δ ϕ = 10 × 0,45 × 110 - 10 - 283,15 × 10 × 0,45 × ln ⁡ 383,15 283,15

Δ ϕ = 64,63   k J

Prontinho... acabamos essa... mas e aí??? Pronto pra ir pra próxima?? Só vamo

Resposta

Δ ϕ = 64,63   k J

Q c = 1285,7   k J

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