Exercícios de Termodinâmica

Segunda Lei da Termodinâmica

1. Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor passa a realizar trabalho?

A segunda lei da termodinâmica enuncia que:

Então, substituindo os valores na equação, temos:

2. Qual o rendimento da máquina térmica do exercício anterior?

Sendo o rendimento de uma máquina térmica dado por:

Substituindo os valores na equação:

Ou, em percentual:

Ciclo de Carnot

1. Uma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte quente igual a 330°C e fonte fria à 10°C. Qual é o rendimento dessa máquina?

Solução:

Sendo o rendimento de uma máquina térmica que opera em ciclo de Carnot dado por:

onde:

T₁= temperatura da fonte quente;

T₂= temperatura da fonte fria.

Mas as temperaturas utilizadas devem estar em escala absoluta, logo, devemos convertê-las. Assim:

Aplicando estes valores na equação do rendimento, obtemos: