A potência média utilizada para movimentar um automóvel numa pista de teste oval é 25   H p . Sabendo que o teste do automóvel durou uma hora e que a eficiência térmica do motor é 35 % , determine a quantidade de energia, associada ao combustível, utilizada no teste. O que ocorreu com a energia do combustível? Admitindo que a temperatura do ambiente é 20 ° C , determina a variação global de entropia no teste.

Passo 1

Fala pessoal, beleza?

Galera temos um carro operando por uma hora em uma pista e temos q eu determinar a quantidade de energia que o motor utilizou no processo e a variação da entropia global do teste.

Para isso galera para encontrar a quantidade de energia temos que encontrar a energia utilizada no processo correto, portanto, vamos determina-la.

Passo 2

Para determinar a energia utilizada no processo temos que integrar o fluxo da potência do motor em função do tempo, fica:

E = ∫ W ˙ d t

E = W ∙ Δ t

Convertendo a potência do motor de H p para W a t t a s e calculando o valor de uma hora em segundos:

W = 25   h p ∙ 0,7457   k W h p = 18,6425   k W

Δ t = 1 h o r a = 60 s e g ∙ 60 m i n = 3600   s

Aplicando no cálculo da energia:

E = 18,6425 ∙ 3600 = 67113   k J  

Passo 3

Com a energia utilizada no processo calculada podemos determinar a quantidade de calor utilizada pelo motor.

Como sabemos que o nosso motor é uma máquina real, temos que:

Q = E η = 67113 0,35 = 191751,42   k J

Passo 4

Com a quantidade de calor utilizada no processo calculado, para calcular a variação da entropia global do teste, vamos utilizar a definição de entropia:

d s = d q T

Δ S = Δ Q T a m b i e n t e

Convertendo a temperatura do ambiente para Kelvin, T a m b i e n t e = 20 ° C + 273 = 293 K .

Δ S = 191751,42 293 = 654,44 k J K

É isso galera, valeu!

Resposta

Q = 191751,42   k J

Δ S = 654,44 k J K

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