IME/ITAEN 2005 - Termodinâmica Tópico resolvido

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

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gtrapani
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Abr 2019 25 17:10

EN 2005 - Termodinâmica

Mensagem não lida por gtrapani »

A Termodinâmica estuda a possibilidade de se aproveitar energia. De acordo com este estudo, resolva os itens:

I) o compartimento de refrigeração de uma geladeira e o seu conteúdo são mantidos a 7,0°C e têm uma capacidade térmica (ou calorífica) média de 84KJ/K. A geladeira descarrega calor no ambiente a 27ºC. Calcule a potência mínima necessária do motor para que a temperatura do compartimento de refrigeração seja reduzida de um grau celsius, em 1,0 minutos.

II) um recipiente termicamente isolado está dividido por uma parede delgada (fina) em duas câmaras iguais. Em uma das câmaras estão doze átomos de um isótopo de um gás ideal e na outra também doze átomos de um outro isótopo do mesmo gás ideal. Calcule a variação de entropia do sistema, após atingir o equilíbrio termodinâmico, e o trabalho realizado.

Dados: k=1,38.10-23 J/K (constante de Boltzmann); ln4=1,386; ln6=1,792




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Xablauu
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Jul 2019 21 20:43

Re: EN 2005 - Termodinâmica

Mensagem não lida por Xablauu »

modulo_51_fisica_termica_3_4__redesenhada.jpg
modulo_51_fisica_termica_3_4__redesenhada.jpg (13.97 KiB) Exibido 1168 vezes
a)

Para a temperatura do compartimento com 7°C ir reduzir 1 K por minuto, é necessário a potência do recipiente frio seja:

[tex3]P_{F}=\frac{C.\Delta \Theta}{\Delta t}=\frac{84.10^{3}.1K}{60\:s}=1400\:W[/tex3]

Usando que o rendimento do refrigerador máximo é aquele feito pelo Ciclo de Carnot:
[tex3]\eta_{max} =\frac{T_{F}}{T_{Q}-T_{F}}[/tex3]

[tex3]\eta_{max} =\frac{T_{F}}{T_{Q}-T_{F}}=\frac{280}{300-280}\geq \frac{P_{F}}{P_{refrig.}}=\frac{1400}{P_{refrig.}}[/tex3]

Assim,
[tex3]\frac{280}{300-280}\geq \frac{1400}{P_{refrig.}}\\P_{refrig.}\geq \frac{20.1400}{280}=100\:W[/tex3]

Assim, a potência mínima é 100 Watts.

b)
Não sei, se um dia eu souber eu boto aqui.




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