Lição de casa da aula: Diagramas de Sankey Física

Nesta atividade, nós vamos praticar o desenho correto e a interpretação de diagramas de Sankey para processos que envolvem a transferência de energia.

Questão 1

A imagem mostra um diagrama de Sankey para uma lâmpada de luz à qual é fornecida 100 J de energia, em que 80 J de energia é dissipada sob a forma de calor. Qual é a energia útil da lâmpada?

Questão 2

A imagem mostra um diagrama de Sankey para uma luz fluorescente. Qual foi a energia fornecida à luz fluorescente?

Questão 3

A imagem mostra um diagrama de Sankey de uma lâmpada de 100 W.

O que representa 1 quadrado do diagrama?

Quanta energia é desperdiçada como calor pela lâmpada?

Qual é a eficiência da lâmpada?

  • A70%
  • B50%
  • C30%
  • D20%
  • E10%

Questão 4

A imagem mostra um diagrama de Sankey para uma chaleira de 1,7 kW ligada por 3 minutos.

A maior parte da energia fornecida à chaleira é dissipada ou transferida de forma útil?

  • AA maior parte da energia é dissipada.
  • BA maior parte da energia é transferida de forma útil.

Qual é o rendimento da chaleira?

  • A0%
  • B10%
  • C100%
  • D90%
  • E50%

Questão 5

O diagrama (a) é um diagrama de Sankey de uma chaleira de 1,8 kW. O diagrama (b) é um diagrama de Sankey de uma lâmpada de 80 W.

Qual dos dispositivos tem maior rendimento?

  • AA chaleira
  • BA lâmpada

Qual é o rendimento da chaleira?

  • A50%
  • B20%
  • C10%
  • D100%
  • E90%

Qual é a eficiência da lâmpada?

  • A20%
  • B10%
  • C25%
  • D70%
  • E80%

Questão 6

A imagem mostra um diagrama de Sankey para um processo. Qual das seguintes afirmações descreve corretamente porque é que este processo não é fisicamente possível?

  • AEste processo tem baixo rendimento. Para ser fisicamente possível, os processos precisam de ter um rendimento maior que 50%.
  • BA energia que sai é maior que a energia fornecida. Este processo criaria energia. Uma vez que a energia não pode ser criada nem destruída, este processo não é fisicamente possível.

Questão 7

A imagem mostra um diagrama de Sankey para um motor de carro que é alimentado com 2‎ ‎400 J de energia, onde 480 J da energia é convertida em energia cinética útil. Quanta energia é desperdiçada?

Questão 8

Uma imagem mostra um diagrama de Sankey para um processo. Qual das seguintes afirmações descreve corretamente qual processo não é fisicamente possível?

  • AProcessos físicos reais sempre têm eficiências inferiores a 50%. Esse processo teria uma eficiência maior que 50%.
  • BToda a energia de entrada desse processo é a energia reciclada, mas a energia útil de saída é maior que zero. Esse processo parece criar energia, mas como a energia não pode ser criada ou destruída, não é fisicamente possível.
  • CA energia não pode ser reciclada em um processo físico.
  • DUma vez iniciado, esse processo pode continuar indefinidamente, mas como não há energia de entrada inicial, ele não pode ser iniciado.

Questão 9

A imagem mostra um diagrama de Sankey para uma locomotiva a vapor. O carvão em uma caldeira é usado para aquecer a água e transformá-la em vapor. O vapor é então usado para acionar os pistões que giram as rodas. Nesse processo, parte da energia de entrada é convertida em energia cinética do trem, parte é perdida na forma de calor e parte do calor é reciclado.

O que 1 quadrado representa no diagrama mostrado?

Quanta energia é perdida na forma de calor?

Quanta energia é reciclada?

O diagrama mostra o uso de energia por segundo para o trem manter uma velocidade constante de 40 milhas/hora. Qual energia de entrada é necessária para o trem manter essa velocidade constante?

O carvão tem uma densidade de energia de cerca de 30 MJ/kg. Quanto carvão precisa ser queimado por minuto para manter o trem em movimento 40 milhas/hora? Suponha que toda a energia do carvão seja transferida para o vapor.

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