P1-T5- máquinas térmicas.

Question 1

O que são máquinas térmicas?

Answer 1

São os dispositivos usados para converter energia térmica em energia mecânica.

Question 2

Como funcionam as máquinas térmicas?

Answer 2

Há duas fontes térmicas, e entre elas, coloca-se a máquina térmica. Um
fluido operante, serve de veículo para a energia térmica que sai da fonte quente, passa pelo dispositivo intermediário, que utiliza parte dessa energia na realização do trabalho, e leva o restante para a fonte fria.

Question 3

Como se dá o trabalho realizado pela máquina térmica?

Answer 3

O trabalho realizado pela máquina térmica é igual à diferença entre os módulos do calor recebido da fonte quente e do calor rejeitado para a fonte fria.

Question 4

O que pode gerar o calor que chega à MT?

Answer 4

A quantidade de calor que chega à máquina térmica, geralmente é obtida
pela combustão de carvão, óleo, madeira ou mesmo por fissão nuclear, ocorrida nos modernos reatores nucleares.

Question 5

O que diz a segunda lei da termodinâmica no quesito rendimento?

Answer 5

O rendimento de uma máquina térmica é definido pela fração do calor recebido da fonte quente que é usada para a realização de trabalho
η = 1 - |Qf| / |Qq|
η = τ / |Qq|

Question 6

Por que não existe MT com 100% de rendimento?

Answer 6

Para isso acontecer, a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria deveria ser nula. E isso é impossível, pois a energia térmica Qqsomente sai da fonte quente devido à existência da fonte fria.
Obs: calor é energia térmica em trânsito, que se transfere, espontaneamente, de um local de maior temperatura para outro de menor temperatura

Question 7

O que diz a segunda lei da termodinâmica ?

Answer 7

É impossível construir uma máquina que, operando em transformações cíclicas, tenha como único efeito transformar completamente em trabalho a energia térmica recebida de uma fonte quente.

Question 8

É possível conduzir calor de um sistema para outro que esteja a uma temperatura menor.

Answer 8

Não, o calor só pode passar de um sistema de menor temperatura para outro de maior temperatura se um agente externo realizar um trabalho sobre esse sistema, como nas máquinas frigoríficas.

Question 9

Qual o 1⁰ Postulado de Carnot ?

Answer 9

Nenhuma máquina operando entre duas temperaturas fixadas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas.

Question 10

Qual o 2⁰ Postulado de Carnot ?

Answer 10

Ao operar entre duas temperaturas, a máquina ideal de Carnot tem o mesmo rendimento, qualquer que seja o fluido operante.

Question 11

O rendimento de uma máquina térmica é em função de que?

Answer 11

o rendimento de uma máquina térmica é função das temperaturas das fontes fria e quente.

Question 12

Quais transformações compram o ciclo de Carnot?

Answer 12

o ciclo de Carnot é composto de duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas, intercaladas.

Question 13

Como funciona o Ciclo de Carnot?

Answer 13

Isotérmicas: realiza trabalho utilizando o calor retirado da fonte quente.
E o sistema rejeita calor para a fonte fria, utilizando o trabalho recebido.
Adiabáticas: não troca calor, realizando trabalho com diminuição de energia interna. E não troca calor, recebendo trabalho, que serve para aumentar sua energia interna

Question 14

Qual a relação entre os calores trocados (Qq e Qf) e as temperaturas absolutas (Tq e Tf) ?

Answer 14

|Qq| = Tq
|Qf| Tf
η = 1 - Tf /Tq

Question 15

Em qual Tf o η seria 100%?

Answer 15

zero absoluto seria a temperatura da fonte fria de uma máquina ideal de Carnot, que operasse com rendimento de 100%.

Question 16

O que são transformações reversíveis e irreversíveis?

Answer 16

transformação reversível é aquela em que o sistema pode retornar às suas condições iniciais pelo mesmo caminho (passando pelos mesmos estados intermediários, na sequência inversa daquela ocorrida) sem interferência externa.
Já a transformação será irreversível se o processo
não puder satisfazer às condições.

Question 17

O que diz o princípio da entropia?

Answer 17

Os integrantes de cada sistema tendem a uma disposição desordenada, ou seja, entropia é uma medida da desordem e os sistemas físicos tendem para estados cada vez mais desordenados

Question 18

Como se dá a variação de entropia (∆S) de um sistema, quando se agrega uma quantidade de calor (Q), mediante um processo reversível (à temperatura constante T)?

Answer 18

∆S = Q
T

Question 19

Qual a relação da entropia com o calor?

Answer 19

Se um sistema recebe calor, sua entropia aumenta
Se um sistema libera calor, sua entropia diminui
Se um sistema não troca calor com o meio externo (transformação adiabática), a entropia do sistema não varia.