IME/ITA(IME) Termodinâmica Tópico resolvido

Aqui deverão ser postadas questões desses vestibulares e de outras instituições militares (EN, CN, EsPCEx etc.).

Moderador: [ Moderadores TTB ]

Avatar do usuário
Autor do Tópico
undefinied3
4 - Sabe Tudo
Mensagens: 1483
Registrado em: Dom 02 Ago, 2015 13:51
Última visita: 30-09-22
Out 2017 20 21:56

(IME) Termodinâmica

Mensagem não lida por undefinied3 »

Ao analisar o funcionamento de uma geladeira de 200W, um inventor percebe que a serpentina de refrigeração se encontra a uma temperatura maior que a ambiente e decide utilizar este fato para gerar energia. Ele afirma ser possível construir um dispositivo que opere em um ciclo termodinâmica e que produza 0,1hp. Baseado nas Leis da Termodinâmica, discuta a validade da afirmação do inventor. Considere que as temepraturas da serpentina e do ambiente valem, respectivamente, 30C e 27C. Suponha também que a temperatura no interior da geladeira seja igual a 7C.
Dado: 1hp=0,75 kW

Sem gabarito.

Última edição: undefinied3 (Sex 20 Out, 2017 21:56). Total de 1 vez.


Ocupado com início do ano no ITA. Estarei fortemente inativo nesses primeiros meses do ano, então busquem outro moderador para ajudar caso possível.

Avatar do usuário
demac
2 - Nerd
Mensagens: 134
Registrado em: Sex 15 Set, 2017 16:23
Última visita: 13-05-20
Out 2017 22 07:29

Re: (IME) Termodinâmica

Mensagem não lida por demac »

undefinied3, encontrei essa resolução.. não sei se está certa, mas faz sentido:

rendimento geradeira (T1=27+273=300k ) , T2=7+273=280k
n= 1- T2/T1 = 1- 280/300 = 0,0666 ou 6,6%

logo a potencia dissipada (serpentina) = 200.(1-0,0666)= 196,6W

entre a serpentina e ambiente

rendimento n'=1- (300)/303 --> n'=0,01

logo potencia útil = 0,01.196,6 = 1,94W =~0,002 hp

logo, a afirmação é falsa.

https://br.answers.yahoo.com/question/i ... 321AArtmyA

Última edição: jrneliodias (Dom 22 Out, 2017 12:18). Total de 1 vez.
Razão: Inserir Resposta



Avatar do usuário
Autor do Tópico
undefinied3
4 - Sabe Tudo
Mensagens: 1483
Registrado em: Dom 02 Ago, 2015 13:51
Última visita: 30-09-22
Out 2017 22 14:50

Re: (IME) Termodinâmica

Mensagem não lida por undefinied3 »

Mas a geladeira é um refrigerador, não um motor. Não teria que usar, pro coeficiente de desempenho no caso, Tf/(Tq-Tf)?


Ocupado com início do ano no ITA. Estarei fortemente inativo nesses primeiros meses do ano, então busquem outro moderador para ajudar caso possível.

Avatar do usuário
demac
2 - Nerd
Mensagens: 134
Registrado em: Sex 15 Set, 2017 16:23
Última visita: 13-05-20
Out 2017 22 22:10

Re: (IME) Termodinâmica

Mensagem não lida por demac »

eita, verdade.. não pensei nisso



Avatar do usuário
Helloynne
1 - Trainee
Mensagens: 24
Registrado em: Sáb 13 Mai, 2017 14:06
Última visita: 01-10-18
Out 2017 23 13:16

Re: (IME) Termodinâmica

Mensagem não lida por Helloynne »

Olá undefinied3!

Sabe-se que a eficiência de uma máquina térmica não pode superar a de um Ciclo Carnot que opera entre as mesmas temperaturas, com isso podemos afirmar que:

[tex3]\eta \leq \eta _{máx}=1-\frac{T_f}{T_a}=1-\frac{300}{303}\approx 1 ~\%[/tex3]

Utilizando o fato de que a eficiência da geladeira será no máximo a eficiência de um ciclo de Carnot, temos:

[tex3]e=\frac{T_f}{T_a-T_f}=\frac{280}{23}=12,2[/tex3] *

A potência térmica fornecida pela serpentina é:

[tex3]Q_Q=Q_f+W=e*W+W=W(e+1)=2640~~W[/tex3] , sendo [tex3]e=\frac{Q_f}{W}[/tex3]

Então, a potência máxima sugerida seria:

[tex3]W=\eta *Q_Q=26,4~~W[/tex3]

Com isso, 75 W=0,1 Hp.

Ou seja, a afirmação do inventor está equivocada.

* Poderia haver a dúvida se deveríamos tomar a ''temperatura quente'' do refrigerador como sendo a temperatura da serpentina ou a do ambiente. Repare que, se o ciclo fosse realmente de Carnot, quase estático e reversível, não haveria esta dúvida, pois estas temperaturas coincidiriam, e portanto, este refrigerador que perde calor a uma temperatura acima da temperatura ambiente, é necessariamente menos eficiente que um ciclo de Carnot que opera entre as mesma temperaturas.

Entendido?



Avatar do usuário
Autor do Tópico
undefinied3
4 - Sabe Tudo
Mensagens: 1483
Registrado em: Dom 02 Ago, 2015 13:51
Última visita: 30-09-22
Out 2017 23 18:42

Re: (IME) Termodinâmica

Mensagem não lida por undefinied3 »

Perfeito! Muito obrigado.



Ocupado com início do ano no ITA. Estarei fortemente inativo nesses primeiros meses do ano, então busquem outro moderador para ajudar caso possível.

Responder
  • Tópicos Semelhantes
    Respostas
    Exibições
    Última msg
  • Nova mensagem Lista IME/ITA ) Termodinâmica
    por careca » » em Física II
    1 Respostas
    897 Exibições
    Última msg por Tassandro
  • Nova mensagem Lista IME/ITA ) Termodinâmica - Eficiência Relativa
    por careca » » em Física II
    1 Respostas
    883 Exibições
    Última msg por Tassandro
  • Nova mensagem Termodinâmica (gráfico)
    por olympe » » em Física II
    1 Respostas
    547 Exibições
    Última msg por JohnnyEN
  • Nova mensagem ITA 1972- Termodinâmica
    por careca » » em Física I
    0 Respostas
    681 Exibições
    Última msg por careca
  • Nova mensagem ITA -1997) Termodinâmica
    por careca » » em IME/ITA
    2 Respostas
    1278 Exibições
    Última msg por careca

Voltar para “IME/ITA”