Lição de casa da aula: Máquinas Térmicas Física • 9º Ano

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 200C e 100C? 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 𝑄interna e o ganho de energia interna do reservatório de baixa temperatura do motor térmico 𝑄externa para diferentes valores de 𝑇𝑇internaexterna, a razão das temperaturas dos reservatórios. Qual é a maior razão de temperatura?

  • A𝑇𝑇internaexternaII
  • B𝑇𝑇internaexternaI
  • C𝑇𝑇internaexternaIII

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 𝑄entrada, 𝑄saída, e 𝑊?

  • A𝑄𝑄=𝑊saídaentrada
  • B𝑄𝑄=𝑊saídaentrada
  • C𝑄𝑄=𝑊entradasaída
  • D𝑄𝑄=𝑊entradasaída
  • E𝑄+𝑄=𝑊entradasaída

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 𝑄interno e 𝑊, o trabalho realizado pelo mecanismo térmico, dependendo do valor de 𝑇𝑇internoexterno, 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 100C e 0C? Responda a três algarismos significativos.

Esta aula inclui 3 questões adicionais para assinantes.

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