09.12.2020 Views

Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

2r.o t 1\I ITlJI ú 20

f>:11:l\l\Hll'[lll'I 111.h.\lllll:1 l{'lllli,\I, ltl\'ht11l1h, US lll,l<j\1111,l'i d.l'

('ntlhll, ,1 t'lt,'lt'111:i11 !' t' a 1,11f11, cnt1(' u 11,th,ilh,1 \\ 1e.tl1

i:id1l ptH ,·i,·h, e., l'lll'ri:,1ll !<}1JI ç\t1,111l.1 t'll\ 11H11u1 dl' l':tlo t

d:1 f,intc qnt'lll · 1, 1.11 1.·1,·h) (." \\ /;l>1.1I).

\\

••

1 "Ot l .1

(}.647

1 ~ ~5 .1. ( l{csplisla)

(d) Qu,tl t.' a t'tH.'r~i~, l(\ l lihL"t,\da ,·n, f,11nu1 tll' ,:alnr para

a !'t)ntc fria .1 L"ada ç1rl,f?

r:.111 u 1,a rnat1uina tlc C'arnl)t. t ) 1ral)all10 \\' r\!ali zatio por

cicltl é igual à tiif1.'l\'111'a entre as c11ergias transferidas en1

~ ~ ~

fo1111a de ea\1.)r, ()ti "'-'Ja. lQvl IQrl-Ctln10 na l:q. 2()-8.

• 11 1 , , ·t,,d,1 {la 1,,111c quente> f)c c1uant \.

, , 1 , 1t ,,p1.1 d 1 ,uh t,1uc1,1 de.· t, ahalhc, {lc\. tdo a encr

\t·d1du ,1 li,11tc t,1.1!

/\ vai iaçfi<> de 1..:nlr<>pia ti.s· <lurHntc a tra nc.fcrência de ener

gia cn1 f<H111a <le cal<ll· (la umo rc,npcratura C<>nstante Té

d,1<la pt:la Jiq. 2()-2 (u.)' Q/'l).

Cálculos l'ara a transferência prJ.\Ílívr1 de umã energia ~

da fonte quente a t11na temperatura 'fiJ. a variação de entropia

da substância c.le trabalho é

, s·Q _ Oç _ 1855 .T = -t· 2.18 J/K. (Rcspo)taJ

..1. /Q 85fJ K

Para a transferência negl1tivc1 de uma energia QF para a

lc>nte fria a un1a temperatura TF, temos:

Cálculo Tcn10\: \{' = Q,. = -óSS J = - 2.18 .T/K. (Resposta )

u.,J,, '/ '

1

300 K

l<.!1 I - 1(_)l.)l \ \'

1200 J = 6)5 .1. (l{,·sposta)

(e) De quanto varia a entropia e-la suhstância ue trabalho

Note que a variação líquida de entropia da substância de

trabalho para um ciclo completo é zero. como já foi discutido

na dedução da Eq. 20-J O.

~- .... ExelT\plo

"'il',:,;- ./

.

Eficiência de um motor

l 1111 inve ntor afirn1a que Ct)nstruiu urn n1otor que apresenta

u111a eficiência de 75% quando opera entre as tctnl)el'aturas

de ebulição e co11gelan1ento da tigun. Isso é

possí,•el '?

- · , . - . 1 o E 1 A ~ é H:AV E. .. __ · __ . • -. _ · : _

. . . . ~

.

. - . . ...

Nà<) existe nt'nhun,a 111.íquina térn1ica real cuja eficiência

seja n 1 ai<>r t)U igual à lil" un1a n1áquina de C'nrnot operando

entre as n1es1nus lt~n1pcrat u ras.

'".

Cálculo De acordo com a Eq. 20-13, a eficiência de uma

n1áquina de Carnot que opera entre os pontos de ebulição

e congela1nenlo da água é

e= l -

(O+ 273) K

( 100 + 273) K

= 0,268 =::: 27o/o.

Assin1. a eficiência alegada de 75% para uma máquina real

(co1n processos irreversíveis) operando entre as temperaturas

dadas não pode ser verdadeira.

20-6 Entropia no Mundo Real: Refrigeradores

U,n refrigc1·udor é un1 dispositivo que uti1iz·1 trabalho pa "' · ·

. . . . ,. ra

de u111a

1 rans, e11r energia

lllntc lr1a para u1n,t lontl' qut:nte através de 1 )roccssoº te d' A • , 1· os 'Jo,

. • . . · ~ m10 lnam1cos c1c 1c . - ·

rct r,grradon.·s don1csr11..-os, por cxcn1plo o tr·1balho é r

resso1

, 1 ~ .• • , .• ·t·, , , , , • • . ' rea tzac I o por un1 comp .-

t.: t ~t 11. o, ~1~11.: ti ,\lls i:rt 1.: 1~1.: rg1.i do con1par1 nncnto onde são guardados aJin 05 1

ento~

1.1 tnntl' lr1.1) para o ,t1nh1entc (a fonte quente).

():-, aparelho~ de ar-cúndit'ionHdo e os ·iqu•~<·e•lo d b' bé .~,o 1\'·

, . . , ' .... · , res e an1 tente ran1 •m s,

t11gc-1,1dor1.':-: a dtlt·rl'n\·a cst;t apenas n ·t naturt·zn d . , · 11.r c·1~0

. . • , as 1 ontes quente e Iria. ; " <) '

dl,~ ap,trclhus Jt· ar-~onJ1ç1011.idn a fonte r 11· . 1

e· . . • . 1

d 1·o11t(

• ' > ,lposento a ser resfria o e a '

qucnh.' (:supns1:11He11tt' n u111u tcn1pl.!'1 atura ni·iis , lt ) •

J . • - a a e o 1 a d <> d e fora . ~ d o aplis .,, ....

110. 1

{ n1 ,1qt1él'fdn1 Jt' .11nb1cn1c t· uni ,tparclh<l de , _

1 . . tido

. ,11 - co1l( 1c1011a<ft, operado cn1 ~t:n

111, l.'r!<>o par11 nqut·c:er u,11 ,1pu,en10: lli:-.:-.c c·ts ) . . ·nt~

• • - 1 • 0 .tpo~cnto p·,.ssa ·1 Sl'l' a I unte qut

(~ tcl.·~ b1..· calor do l,1tkl d,· l()I :1 ( ,upostunientc . . • ' • , ' · ·

,l urn.i ternpcrHtttra ,u:U:, hH1xa 1.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!