Diferenças entre edições de "Ciclo de Carnot"

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a) \( c_V \simeq 20,8 \) J mol<sup>-1</sup> K<sup>-1</sup> e \( c_p \simeq 29,1 \) J mol<sup>-1</sup> K<sup>-1</sup>
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a) \( c_V \simeq 20,78 \) J mol<sup>-1</sup> K<sup>-1</sup> e \( c_p \simeq 29,09 \) J mol<sup>-1</sup> K<sup>-1</sup>
  
 
b) \( |Q_Q| \simeq 5.35 \) kJ e \( |Q_F| \simeq 4.01 \) kJ
 
b) \( |Q_Q| \simeq 5.35 \) kJ e \( |Q_F| \simeq 4.01 \) kJ

Revisão das 13h45min de 29 de dezembro de 2015

Considere uma máquina térmica que funciona de acordo com um ciclo termodinâmico (ciclo de Carnot) composto pelos seguintes processos sequenciais:

\( A \rightarrow B \): expansão isotérmica, à temperatura constante \( T_Q \), entre os volumes \( V_A \) e \( V_B \);
\( B \rightarrow C \): expansão adiabática, entre os volumes \( V_B \) e \( V_C \);
\( C \rightarrow D \): compressão isotérmica, à temperatura constante \( T_F \), entre os volumes \( V_C \) e \( V_D \);
\( D \rightarrow A \): compressão adiabática, entre os volumes \( V_D \) e \( V_A \).

O ciclo é realizado por uma mole de ar padrão (gás perfeito com coeficiente de adiabaticidade \( γ = 1,4 \) ), tendo-se \( T_Q = 400 \) K, \( T_F = 300 \) K e \( V_B / V_A = 5 \). O trabalho nos processos isotérmicos e adiabáticos é realizado de forma quase estática. Calcule:

a) Os calores específicos molares a volume constante e a pressão constante do ar padrão, \( c_V \) e \( c_p \) respetivamente.

b) O valor absoluto do calores \( Q_Q \) e \( Q_F \) trocados nas isotérmicas às temperaturas \( T_Q \) e \( T_F \), respetivamente.

c) O trabalho \( W \) fornecido pela máquina num ciclo e o rendimento \( η \) da mesma.


Respostas

a) \( c_V \simeq 20,78 \) J mol-1 K-1 e \( c_p \simeq 29,09 \) J mol-1 K-1

b) \( |Q_Q| \simeq 5.35 \) kJ e \( |Q_F| \simeq 4.01 \) kJ

c) \( W \simeq 1.34 \) kJ e \( η = 25% \)


Metadata

  • CONTEXTO : Primeiro ciclo universitário
  • AREA: Física
  • DISCIPLINA: Termodinâmica e Estrutura da Matéria
  • ANO: 2
  • LINGUA: pt
  • AUTOR:
  • MATERIA PRINCIPAL: Termodinâmica macroscópica
  • DESCRICAO: Ciclo de Carnot
  • DIFICULDADE: **
  • TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 1800 [s]
  • TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 2700 [s]
  • PALAVRAS CHAVE: Máquinas térmicas