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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 44

O motor de automóvel consumiu 5   k g de combustível (equivale a adição de Q H a 1500   K ) e transferiu energia para o ambiente, através dos gases de combustão e do radiador, numa temperatura média de 750   K . Admitindo que o combustível fornece 40   M J / k g , determine o trabalho máximo que este motor pode fornecer neste experimento.

Passo 1

Fala galera, tudo certo? Bora resolver mais uma questão comigo?

Pessoal temos um motor que contém m = 5 k g de combustível, com a queima do combustível temos uma fonte quente de T H = 1500   K , a fonte fria de T L = 750   K e temos um fluxo de energia em função da massa de q c o m b u s t í v e l = 40 M J k g e temos que determinar o trabalho desse motor sobe estas condições.

Galera para este cálculo temos que determinar a transferência de calor da fonte quente, para isto, teremos que multiplicar a massa como fluxo de energia:

Q H = m ∙ q c o m b u s t í v e l

Com Q H vamos utilizar a fórmula de eficiência para um motor operando em um ciclo de Carnot:

η = W Q H ≤ η C a r n o t = 1 - T L T H

Passo 2

Calculando a transferência de calor da fonte quente:

Q H = m ∙ q c o m b u s t í v e l

Q H = 5 ∙ 40 ∙ 10 3 = 200   000   k J

Passo 3

Com a transferência de calor calculada temos que saber o rendimento deste motor.

Como o motor operando segundo o ciclo de Carnot, fica:

η = 1 - T L T H

η = 1 - 700 1500 = 0,5

Com rendimento do motor calculando, vamos utilizar o rendimento de um motor real para determinar sua potência:

η = W Q H

W = η ∙ Q H = 0,5 ∙ ( 200   000   k J ) = 10 0   M J

É isso galera, valeu!

Resposta

W = 10 0   M J

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