MECANICA

12) Uma unidade de condicionador de ar em uma janela absorve 9,80x104 J de calor por minuto de uma sala que está sendo resfriada e no mesmo tempo despeja 1,44x105 J de calor no ar externo. (a) Qual é o consumo de potência desta unidade em watts? (b) Qual é a eficiência energética desta unidade? R: (a) 766,67 W; (b) 2,13

Qʜ = 1,44x105

Qᴄ = 9,80x104

a) ω = Qʜ – Qc

ω = 1,44x105 + (-9,80x104)

ω = 46x10³J

46X10³ x J ÷ min x 1min ÷ 60s

P = 46X10³÷60 = 766,6

b) Kᴿ = Qc ÷ ω

Kᴿ = 9,80x104 ÷ 46X10³

Kᴿ = -2,13

11) Um motor à gasolina consome 16100 J de calor e realiza 3700 J de trabalho em cada ciclo. O calor é obtido pela queima da gasolina que possui calor de combustão igual a 4,60x104 J/g. (a) Qual é a eficiência térmica? (b) Qual é a quantidade de calor rejeitada em cada ciclo? (c) Qual é a massa de combustível queimada em cada ciclo? (d) se o motor gira com 60,0 ciclos por segundo, qual é a potência fornecida pelo motor em quilowatts? R: (a) 22,98%; (b) -12400 J; (c) 0,350 g; (d) 222 kW

Qʜ = 16100J

ω = 3700J

Lᴄ = 4,60X104 J/g

a) e = ω ÷ Qʜ x 100

e = 3700 ÷ 16100 x 100

e = 22,98%

b) ω = Qʜ + Qᴄ

3700 = 16100 + Qᴄ

3700 – 16100 = Qᴄ

Qᴄ = -12400J

c) Qʜ = m x Lᴄ

16100 = m x 4,60X104

16100 = m x 4,60X104

16100 ÷ 4,60X104 = m

m = 0,35g

d) P = ω x ΔΤ

P = 3700 x 60

P = 222x10³ ω

10) Um motor Diesel produz 2200 J de trabalho mecânico e rejeita 4300 J de calor em cada ciclo. (a) Qual deve ser a quantidade de calor a ser fornecida para a máquina em cada ciclo? (b) Qual é a eficiência térmica da máquina?

R: (a) 6500 J; (b) 33,85%

ω = 2200J

Q = 4300J

a) ω = Qʜ + Qc

2200 = Qʜ + (-4300)

2200 + 4300 = Qʜ

Qʜ = 6500J

b) e = ω ÷ Qʜ x 100

e = 2200 ÷ 6500 x 100

e = 33,85%