3 exercícios resolvidos de Termodinamica

Verificação do fator limitante para a eficiência de motores a combustão

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Aumentar a eficiência na queima de combustível dos motores a combustão e reduzir suas emissões de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. É também o foco de uma pesquisa brasileira que envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faísca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustível gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia que, por sua vez, faz o motor funcionar.
Disponível em: www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 22 jul. 2010 (adaptado).
No entanto, a busca da eficiência referenciada no texto apresenta como fator limitante:
A) o tipo de combustível, fóssil, que utilizam. Sendo um insumo não renovável, em algum momento estará esgotado.
B) um dos princípios da termodinâmica, segundo o qualo rendimento de uma máquina térmica nunca atinge o ideal.
C) o funcionamento cíclico de todos os motores. A repetição contínua dos movimentos exige que parte da energia seja transferida ao próximo ciclo.
D) as forças de atrito inevitável entre as peças. Tais forças provocam desgastes contínuos que com o tempo levam qualquer material à fadiga e ruptura.
E) a temperatura em que eles trabalham. Para atingir o plasma, é necessária uma temperatura maior que a de fusão do aço com que se fazem os motores.

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Verificação de como funciona uma geladeira

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A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no
aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e
transportados por longos períodos. A Figura do Enunciado apresentada ilustra o processo
cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de
uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da
geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte
externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o
gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior
da geladeira.
Disponível em: http://home.howstuffworks.com. Acesso em: 19 out. 2008 (adaptado).
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira:
A) a expansão do gás é um processo que cede a energia
necessária ao resfriamento da parte interna da
geladeira.
B) o calor flui de forma não-espontânea da parte mais
fria, no interior, para a mais quente, no exterior da
geladeira.
C) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual
ao calor retirado da geladeira.
D) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado
termicamente do ambiente externo for o seu
compartimento interno.
E) a energia retirada do interior pode ser devolvida à
geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu
consumo de energia.

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Termodinâmica

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Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C?
Considere R=8,31 J/mol.K.

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