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Exercícios sobre máquina frigorífica

Exercícios de Física

As máquinas frigoríficas são máquinas térmicas que transferem calor de uma fonte térmica, que se encontra à baixa temperatura, para outra de temperatura mais elevada. Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
questão 1

Tem-se uma máquina térmica frigorífica que realiza, durante um ciclo completo, um trabalho de 4 . 104 J e cede, à fonte fria, 12 . 104 J. Com essas informações, calcule a eficiência da máquina térmica e marque a opção correta.

a) 1
b) 3
c) 3,5
d) 2,4
e) 4

questão 2

Certa máquina térmica realiza por ciclo um trabalho de 3000 J e cede à uma fonte fria 3200 calorias. Com esses dados, determine, aproximadamente, o rendimento percentual e a eficiência dessa máquina térmica. (Adote 1 cal = 4,2 J).

a) 45 % e 18
b) 16 % e 3
c) 18 % e 5,4
d) 18 % e 4,5
e) 12 % e 3

questão 3

Tem-se uma máquina térmica cujo rendimento é igual a 0,2. Supondo que essa mesma máquina absorva da fonte quente 104 J de calor, determine o trabalho realizado e o calor perdido para a fonte fria dessa máquina térmica.

a) τ = 8000 J e Q1 = 2000 J
b) τ = 3000 J e Q1 = 8000 J
c) τ = 2000 J e Q1 = 6000 J
d) τ = 5000 J e Q1 = 5000 J
e) τ = 2000 J e Q1 = 8000 J

questão 4

Calcule o rendimento de uma máquina térmica que segue um ciclo descrito no diagrama, sabendo que ela absorve 4 . 104 J de calor por ciclo.

a) 15 %
b) 20 %
c) 25 %
d) 30 %
e) 35 %

respostas
Questão 1

A eficiência de uma máquina térmica é dada pela seguinte equação:

Onde Q2 é o calor retirado da fonte fria e τ é o trabalho externo. Sendo assim, temos:

Alternativa B

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Questão 2

O rendimento de uma máquina térmica é dado pela seguinte função:

E a eficiência da máquina térmica é dada por:

Com os dados do exercício podemos calcular o que se pede:

Q2 = 3200 cal = (3200 x 4,2) = 13440 J
τ = 3000 J

Alternativa D

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Questão 3

Primeiramente devemos retirar as informações dadas pelo exercício:

η = 0,2 e Q1 = 104 J

Agora podemos determinar o trabalho através da equação do rendimento da máquina térmica. Portanto, temos:

Alternativa E

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Questão 4

Q1 = 40000 J
τ = área interna = 0,1 x 1 x 105 = 104 J

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