Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 25
Considere um ciclo térmico motor que opera nas seguintes condições:
a.
b.
c.
d.
Estas condições operacionais satisfazem a primeira e a segunda lei da termodinâmica?
Passo 1
Fala pessoal, tudo bom? Bora resolver essa comigo?
Galera temos a condições listas e temos que determinar se elas respeitam a primeira e a segunda lei da termodinâmica.
Para está análise vamos lembrar as das leis, em poucas palavras.
A primeira lei da termodinâmica é uma aplicação do princípio da conservação da energia para os sistemas termodinâmicos. De acordo com essa lei, para todo calor quente fornecido ao sistema será equivalente ao trabalho realizado.
A segunda lei da termodinâmica, segundo o enunciado de Kelvin – Planck, é impossível uma máquina térmica operar sem que parte do calor fornecido seja rejeitava para um segundo tanque de baixa temperatura.
Passo 2
Certo galera, com os conceitos levemente lembrados estamos prontos para determinar cada item.
Lembrando que temos a equação do balanço energético:
a)Temos:
Para primeira lei: temos calor sendo injetado de e temos trabalho sendo realizado de , portanto, ela respeita a primeira lei. Devido executar a quantidade de trabalho que o sistema deveria executar.
Segunda lei: Utilizando a equação do balanço energético. Respeita a segunda lei.
b) Temos:
Para primeira lei: temos calor sendo injetado de e temos trabalho sendo realizado de , portanto, ela respeita a primeira lei. Devido executar a quantidade de trabalho que o sistema deveria executar.
Segunda lei: Utilizando a equação do balanço energético:
Segundo o enunciado de Kelvin – Planck essa condição não respeita a segunda lei da termodinâmica, pois, precisamos que parte do calor quente seja rejeitado pela máquina. Essa situação se encontra no mundo ideal.
Passo 3
c)Temos:
Para primeira lei: temos calor sendo injetado de e temos trabalho sendo realizado de , portanto, ela não respeita a primeira lei. Devido, não executar a quantidade de trabalho que o sistema deveria executar.
Utilizando a equação do balanço energético:
O sistema deveria executar de trabalho.
Segunda lei: Não respeita, pelo mesmo motivo da primeira, energia não se cria apenas se transforma e para toda transformação, se estivermos no mundo real, existe perda.
d) Temos:
Para primeira lei: temos calor sendo injetado de , rejeita e temos trabalho sendo realizado de , portanto, ela respeita a primeira lei. Devido executar a quantidade de trabalho que o sistema deveria executar.
Utilizando a equação do balanço energético:
Para segunda lei:
Segundo o enunciado de Kelvin – Planck essa condição respeita a segunda lei da termodinâmica, pois, a máquina está rejeitando todo calor fornecido e não executando trabalho, como de esperado.
É isso galera, valeu!
Resposta
a)Primeira lei: Respeita.
Segunda lei: Respeita.
b)Primeira lei: Respeita.
Segunda lei: Não respeita.
c)Primeira lei: Não respeita.
Segunda lei: Não respeita.
d)Primeira lei: Respeita.
Segunda lei: Respeita.