Lição de casa da aula: Máquinas Térmicas Physics
Nesta atividade, nós vamos praticar a comparar o trabalho realizado por motores térmicos com diferentes razões de temperatura do reservatório e como calcular suas eficiências.
Q1:
Qual é a eficiência de um motor térmico que tem temperaturas constantes de reservatório de e ? Responda para três algarismos significativos.
Q2:
O gráfico mostra a relação entre a perda de energia interna do reservatório de alta temperatura de um motor térmico e o ganho de energia interna do reservatório de baixa temperatura do motor térmico para diferentes valores de , a razão das temperaturas dos reservatórios. Qual é a maior razão de temperatura?
- A
- B
- C
Q3:
Um mecanismo térmico é representado no diagrama, mostrando as quantidades associadas à sua operação. Qual das seguintes fórmulas representa mais corretamente a relação entre , , e ?
- A
- B
- C
- D
- E
Q4:
Os reservatórios de um motor térmico consistem em massas iguais de água. Os reservatórios trocam energia enquanto são mantidos a temperaturas constantes. As mudanças com o tempo das energias internas dos reservatórios e o trabalho realizado pelo motor térmico são mostrados nos diagramas. A linha roxa mostra o reservatório de alta temperatura, a linha azul mostra o reservatório de baixa temperatura e a linha vermelha mostra a saída do trabalho. Qual diagrama mostra corretamente as mudanças de energia ao longo do tempo?
- A
- B
- C
- D
Q5:
Qual é a eficiência de um motor térmico que fornece 400 J de trabalho útil quando seu reservatório de alta temperatura aquece sua baixa temperatura por 1 000 J?
Q6:
O gráfico mostra a relação entre a perda de energia interna do reservatório de alta temperatura de um motor térmico e , o trabalho realizado pelo mecanismo térmico, dependendo do valor de , a razão das temperaturas dos reservatórios. Qual é a maior razão de temperatura?
- AI
- BII
- CIII
Q7:
Os reservatórios de uma máquina térmica consistem em massas iguais de água. Os reservatórios se aquecem e atingem uma temperatura de equilíbrio. As mudanças das energias internas dos reservatórios e do trabalho feito pela máquina térmica com o tempo são mostradas nos diagramas. A linha roxa mostra o reservatório de alta temperatura, a linha azul mostra o reservatório de baixa temperatura e a linha vermelha mostra a saída de trabalho. Qual diagrama mostra corretamente as mudanças de energia ao longo do tempo?
- A
- B
- C
- D
Q8:
O diagrama mostra um ciclo de Carnot de um gás que consiste em quatro variações. Duas das variações são uma dilatação adiabática e uma compressão adiabática. As outras duas variações são uma dilatação isotérmica e uma compressão isotérmica, que ocorrem a temperaturas diferentes.
Durante qual das variações do gás, este é aquecido?
- AVariação IV
- BVariação II
- CVariação III
- DVariação I
Durante qual das seguintes variações do gás, este é arrefecido?
- AVariação IV
- BVariação I
- CVariação II
- DVariação III
Durante qual das variações do gás é realizado trabalho pelo gás?
- AVariação IV
- BVariação II
- CVariação III
- DVariação I
Durante qual das variações do gás é realizado trabalho nele?
- AVariação III
- BVariação II
- CVariação I
- DVariação IV
Qual das variações do gás inicia com o gás com a maior temperatura envolvida no ciclo?
- AVariação III
- BVariação IV
- CVariação II
- DVariação I
O trabalho total realizado durante o ciclo é menor do que, igual a ou maior do que o aquecimento total do gás?
- AO trabalho realizado é igual ao aquecimento total.
- BO trabalho realizado é maior do que o aquecimento total.
- CO trabalho realizado é menor do que o aquecimento total.
Q9:
O motor térmico I tem temperaturas de reservatório constantes de 100 K e 1 K.
O motor térmico II tem temperaturas de reservatório constantes de 1 000 K e 10 K.
O motor térmico III tem temperaturas de reservatório constantes de 1 000 K e 1 K.
O motor térmico IV tem temperaturas de reservatório constantes de 100 K e 0,1 K.
Qual é a eficiência do motor térmico I? Responda a três algarismos significativos.
Qual é a eficiência do motor térmico II? Responda a três algarismos significativos.
Qual é a eficiência do motor térmico III? Responda a três algarismos significativos.
Qual é a eficiência do motor térmico IV? Responda a três algarismos significativos.
Q10:
Qual é a eficiência de um motor térmico que tem temperaturas de reservatório constantes de e ? Responda a três algarismos significativos.
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