A Termodinâmica Na Engenharia

1) Uma pessoa carrega um peso de 200 N de um lado do corredor até o outro, a 100 m de distância. Quanto trabalho essa pessoa realizou?

(a) 0 J

(b) 20 J

(c) 20 kJ

(d) 20 kW

𝑊=𝐹×𝑑 𝑊=200×100 𝑊=20000 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 𝑊=20𝑘𝐽

2) Quando um modo de trabalho é de não equilíbrio?

(a) Comprimir uma mola

(b) Transmitir torque com um eixo girante

(c) Energizar um resistor elétrico

(d) Comprimir o gás em um cilindro

3) Qual dos itens a seguir não transfere trabalho de ou para um sistema?

(a) Um pistão em movimento

(b) A membrana de expansão de um balão

(c) Um aquecedor de resistência elétrica

(d) Uma membrana que se rompe

4) Por que é incorreto dizer que um sistema contém calor?

Porque em termodinâmica, o calor refere-se apenas a um meio particular através do qual a energia é transferida. Ele não se refere ao que está sendo transferido entre os sistemas ou ao que é armazenado nos sistemas. A energia é transferida ou armazenada, não o calor.

5) Que forma o balanço de energia toma para um sistema isolado?

De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica – ou Lei da Conservação da Energia –, energia não pode ser criada ou destruída. Só se pode mudá-la de uma forma para outra, ou só acrescentá-la a um sistema (aquilo com que estamos lidando) retirando de outro lugar, que chamaremos de vizinhança. Sua equação é descrita como: Δ𝐸=𝑄−𝑊

Onde ΔE é a variação de energia; Q representa as medidas do calor adicionado/removido do sistema; e W representa o trabalho feito ou recebido pelo sistema.

Em um sistema é isolado não há troca nem de energia e nem de matéria com a vizinhança. Portanto, o seu balanço energético tomará a seguinte forma: Δ𝐸=0

6) Você consegue imaginar um sistema isolado em que a energia interna, a potencial e a cinética estejam mudando? Explique.

Forças externas podem agir num sistema sem realizar trabalho. Por exemplo:

O empurrão da patinadora no corrimão causa uma transferência de energia interna para energia cinética. Ela transforma a energia química interna de seus músculos em energia cinética. Sua variação de energia cinética é causada pela força da parede, mas a parede não fornece a patinadora qualquer energia.

7) Em mecânica, o trabalho de uma força resultante atuando sobre um corpo equivale à variação de sua Energia Cinética.

8) Para uma boa aceleração, o que mais importante para um motor de automóvel, a potência ou o torque?

Torque. Porque o torque está relacionado à força. E força, por sua vez, está relacionada à aceleração. Portanto, para ganharmos velocidade com rapidez – ou seja, acelerarmos – precisamos de torque.

E a potência depende do torque. 𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎=𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒×𝑟𝑎𝑝𝑖𝑑𝑒𝑧 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑡𝑎çã𝑜 (𝑟𝑝𝑚)

9) Um ventilador elétrico, em uma sala isolada, está conectado a um conjunto de pilhas de grande durabilidade, colocadas sobre o piso da sala. O ventilador é ligado e funciona até a exaustão das pilhas

a) O que você pode dizer a respeito da energia da sala antes e depois do funcionamento do ventilador?

Permanece a mesma.

De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica temos: Δ𝐸=𝑄−𝑊

Onde ΔE é a variação de energia; Q representa as medidas do