Fenomenos Termicos - Lista

UNIFAL  Bacharelado em Ciência e Tecnologia
Fenômenos Térmicos 2011

October 25, 2011

Lista 7
Prof. Alencar José de Faria

Exercícios de monitoria
1. Chama-se coeciente de desempenho K de um refrigerador a razão Q2 /W , onde Q2 é a quantidade de calor removida da fonte fria (congelador) e W o trabalho fornecido pelo compressor, por ciclo de refrigeração.
(a) Para um refrigerador de Carnot ideal, exprima K em função das temperaturas T1 e
T2 das fontes quente e fria, respectivamente.
(b) Exprima K em função da eciencia da máquina de Carnot obtida operando o refrigerador em sentido inverso.
(c) Um dado refrigerador doméstico tem coeciente de desempenho 40% do ideal; o motor do compressor tem 220W de potência e o congelador é mantido a −13◦ C .
Para uma temperatura ambiente de 27◦ C , qual é a quantidade de calor removida do congelador, em 15min de funcionamento do motor?
(d) Que quantidade de gelo ela permitiria formar, partindo de água a uma temperatura de 0◦ C ? O calor latente de fusão do gelo é 80cal/g .
2. O ciclo de Joule, representado na gura abaixo, onde AB e CD são adiabáticas, é uma idealização do que ocorre numa turbina a gás: BC e DA representam respectivamente aquecimento e resfriamento a pressão constante; r = PB /PA é a taxa de compressão.
(a) Qual é o rendimento deste ciclo em função de r e do coeciente adiabático γ (veja o livro do Moysés p/ a resposta)?
(b) Compare este resultado com um ciclo de Carnot trabalhando nas temperaturas extremais.

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3. Tantos V0 de volume de ar (coeciente adiabático γ ), nas condições normais de temperatura e pressão (T0 e P0 ), sofrem uma expansão isobárica até um volume 50% maior, seguida de um resfriamento a volume constante até baixar a pressão a metade. De quanto varia a entropia deste sistema?
4. Tomando o mesmo gás do exercício anterior, nas mesma condições iniciais, e submetendo-o a um resfriamento adiabático até alcançar 3/4 da temperatura inicial. Depois é submetido
a