Exercícios de Energia, Trabalho e Potência - Lista de Exercícios Resolvida

Um tanque rígido de contém de e de ar separados por um pistão móvel. O êmbolo está inicialmente travado por pinos. Nesta condição, o ocupa do tanque. Considere que ambos os gases perfeitos possuem a mesma temperatura. Além disso, suponha que a massa molar do vale e que a massa molar do ar vale . Após a remoção dos pinos, o pistão se movimenta. Quando isso ocorre, o realiza trabalho sobre o ar ou o ar realiza trabalho sobre o ?

A figura abaixo mostra um motor elétrico acionado por uma bateria. Esse motor faz um eixo girar. Como consequência, a hélice acoplada ao eixo também gira e agita o gás presente em um tanque rígido.

Considere três sistemas. Cada um formado por uma fronteira diferente. O sistema 1 é representado pelo gás no interior do tanque. O sistema 2 inclui o tanque e o motor elétrico. O sistema 3 inclui o tanque, o motor elétrico e a bateria. Determine se esses três sistemas realizam trabalho sobre a vizinhança ou se a vizinhança realiza trabalho sobre eles. Para cada sistema, diga se o trabalho é positivo ou negativo.

Um tanque rígido de contém de , de ar e de hélio separados por dois pistões móveis. Os êmbolos estão inicialmente travados por pinos. Nesta condição, o ocupa do tanque e o ocupa . Considere que os três gases perfeitos possuem de temperatura. Além disso, suponha que a massa molar do vale , que a massa molar do ar vale e que a massa molar do vale . Após a remoção dos pinos, os pistões se movimentam. As temperaturas de todos os gases permanecem constantes durante toda a movimentação. Após os pistões pararem, determine se cada gás realizou ou sofreu trabalho durante o reposicionamento dos êmbolos.

Considere um sistema composto por um gás perfeito no interior de um conjunto cilindro-pistão. O êmbolo está inicialmente travado por pinos e sobre ele é posto um peso de . A pressão do gás é igual a . Após a remoção dos pinos, o pistão se movimenta. O sistema realiza trabalho sobre a vizinhança ou a vizinhança realiza trabalho sobre o sistema? O trabalho é positivo ou negativo? Considere que o pistão possua um diâmetro de e que a pressão atmosférica sobre o êmbolo valha . Além disso, suponha que a massa do pistão seja desprezível.

Considere um sistema composto por um gás perfeito no interior de um conjunto cilindro-pistão. Uma força de tenta pressionar o pistão para baixo. A pressão do gás é igual a . O pistão possui um diâmetro de . O sistema realiza trabalho sobre a vizinhança ou a vizinhança realiza trabalho sobre o pistão? O trabalho é positivo ou negativo?

Duas engrenagens estão girando acopladas. A engrenagem motora empurra a engrenagem movida com uma força de . O ponto de contato entre elas está a de distância do centro da engrenagem motora. A engrenagem motora gira com velocidade de . Qual a potência de giro da engrenagem motora?

O eixo de um ventilador gira com a velocidade igual a . O motor elétrico impõe um torque de . Calcule a potência de giro desse eixo.

Considere um sistema composto por gás perfeito no interior de um conjunto cilindro-pistão. O êmbolo está inicialmente travado por pinos e sobre ele é posto um peso de . Nesse instante o gás ocupa do cilindro e se encontra a . Após a remoção dos pinos, o pistão se movimenta. O sistema realiza trabalho sobre a vizinhança ou a vizinhança realiza trabalho sobre o sistema? O trabalho é positivo ou negativo? Considere que o pistão possua um diâmetro de e que a pressão atmosférica sobre o êmbolo valha . Além disso, suponha que a massa do pistão seja desprezível.