Question

Um refrigerador está removendo calor de um meio frio a 3 °C a uma taxa de 7.200 kJ/h e rejeitando o calor para um meio a 30 °C. Considerando que o coeficiente de performance do refrigerador equivale a 2, a potência consumida pelo refrigerador será

Answer 1

Termodinâmica–Prof. Dr. Cláudio S. Sartori–Exercícios11PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICATRABALHO REALIZADO DURANTE VARIAÇÕESDE VOLUME CAMINHOS ENTRE ESTADOS TERMODINÂMICOS1.Dois moles de um gás ideal são aquecidos à pressão constante de 2 atm, de 300 K até 380 K. (a) Desenhe um diagrama pV para este processo;(b) Calcule o trabalho realizado pelo gás.2.Três moles de um gás ideal possuem uma temperatura inicialigual a 127.00C. Enquanto a temperatura é mantida constante, o volume aumenta até que a pressão caia até um valor igual a 40% do seu valor inicial,(a) Desenhe um diagrama pV este processo,(b) Calcule o trabalho realizado pelo gás.3.Um cilindro metálico com paredes rígidas contém 2,50 moldo gás oxigênio. O gás é resfriado de 300K a 200K até que sua pressão decresça de 30% do seu valor original3 atm. Despreze a contração térmica do cilindro, (a) Desenhe um diagrama pVpara este processo. (b) Calcule o trabalho realizado pelo gás.4.Um gás sob pressão constante de 1,50.105Pa e com volume inicial igual a 0,0900 m é resfriado até que seu volumefique igual a 0,0600 m.(a) Desenhe um diagrama p Vpara este processo, (b) Calcule o trabalho realizado pelo gás.5.Um gás realiza dois processos. No primeiro, o volume permanece constante a 0,200 m e a pressão cresce de 2,00.105Pa até 5,00.105Pa. Osegundo processo é uma compressão até o volume 0,120 m3sob pressão constante de 5,00.105Pa.(a) Desenhe um diagrama pVmostrando estes dois processos.(b) Calcule o trabalho total realizado pelo gás nos dois processos.6.Trabalho realizado em um processocíclico,(a) Na Figura, considere a malha l 324 l. Este processo é cíclicoporque o estado final coincide com o estado inicial. Calcule o trabalho total realizado pelo sistema neste processo cíclico e mostre que ele é igual à área no interior dacurva fechada.(b) Como se relaciona o trabalho realizado no item (a) com o trabalho realizado quando o ciclo for percorrido em sentido inverso, l423l? Explique.ENERGIA INTERNA E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA7.Em um certo processo químico, um técnico de laboratório fornece 254 J de calor a um sistema. Simultaneamente, 73 J de trabalho são realizados pelas vizinhanças sobre o sistema. Qual é o aumento da energia interna do sistema?8.Um gás no interior de um cilindro se expande de um volume igual a 0,110 m até um volume igual a 0,320 m3. O calor flui para dentro do sistema com uma taxa suficiente para manter a pressão constante e igual a l ,80.105Pa durante a expansão. O calor total fornecido ao sistema é igual a l,15.105J. (a) Calcule otrabalho realizado pelo gás. (b) Ache a variação da energia interna do gás.(c) O resultado depende ou não do gás ser ideal? Justifique sua resposta.9.Um gás no interior de um cilindro é mantido sob pressão constante igual a 2,30.105Pa sendo resfriado e comprimido de l ,70 m até um volume de l ,20 m . A energia interna do gás diminui de l ,40.105J. (a) Calcule o trabalho realizado pelo gás. (b) Ache o valor absoluto do calor |Q|trocado com as vizinhanças e determine o sentido do fluxo do calor,(c) O resultado depende ou não de o gás ser ideal? Justifique sua resposta.10.Um sistema evolui do estado aaté o estado bao longo dos três caminhos indicados na Figura. (a) Ao longo de qualcaminho o trabalho realizado é maior? Em qual caminho é menor?(b) Sabendo que Ub> Ua, ao longo de qual caminho o valor absoluto do calor |Q|trocado com as vizinhanças é maior? Para este caminho, o calor é libertado ou absorvido pelo sistema?11.Sonhos: desjejum dos campeões!Um sonho típico contém 2.0 g de proteína, 17,0 g de carboidratos e 7,0 g de gordura. Os valores médios de energia alimentícia destas substâncias são 4,0 kcal/g para a proteína e os carboidratos e 9,0 kcal/g para a gordura,(a) Durante um exercício pesado, uma pessoa média gasta energia com uma taxa de 510 kcal/h. Durante quanto tempo você faria exercício com o "trabalho obtido" por um sonho?(b) Caso a energia contida em um sonho pudesse de algum modo ser convertida em energia cinética do seu corpo como um todo, qual seria sua velocidade máxima depois de comer um sonho? Considere sua massa igual a 60 kg e expresse a resposta em m/s e km/h.12.Um líquido é agitado irregularmente em um recipiente bem isolado e, portanto, sua temperatura aumenta. Considere o líquido como o sistema,(a) Ocorre transferência de calor? Como você pode garantir?(b) Existe trabalho realizado? Como você pode garantir? Por que é importante que a agitação seja