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

274 CAPITULO 20
,:thl'lllll' 'l' l) ga, C lllPIHl,lhllllll'll nu d1.il1!1Hllll: '~ ILlí d1.tfilll1!Cll,
n:ill ,ahl'lllll' ,i: ,l'• n 111IL·cu la, c,tau g, rdndl) nu O',l' Í 1 .i nth 1 ()11.i I L .t
, ariaçao de l'lll rllpi ., t .i l p,1r:1 u l'iL' ln. 1 h l pat" 11 p, Pl c,,c1 l, 1 L l p,11 .,
11 prl1L'l'''º J i: tJ) pai-., n prni:c,,\1 2 .1
64 l,t) U,na 111:íquin,1 Jc C:11 nnt Llp1.·1 a 1.·nt11.· 11111.1 l11nte quente .i ~20
K i: urna fLHlll' 11 ia ., 2hll K. Si.· a n1aquina ,1hst11, l' .5<Hl J <la l1111tc
quente pnr l'iclü na fnnn,1 de calllt. qual e ,i t1ahalhn rcali1adn por
ci1.·l1.)'! (b) Sc a 1nüqu1na npcra c,in10 un1 refrigeraJnr entre a, 111c-,~
111a, fonte,. que trabalho por c1clL1 Je, e .,cr f1lrneci<ltl para ren1nvcr
l 000 .J da fonte fria na l\)r111a de calor'?
65 2.00 n1ols de un1 gas Jiatôn1ico 1111cialn1ente a 300 K realizan1
ú seguinte ciclo: o gús é ( l) aquecido a, olun1e constante até 800 K.
(2) liberado para se e,pandir i::.otern1ica1nente até a pressão inicial,
(3) contraído ~1 pressão constante para o estado inicial. Supondo que
as n1oléculas do g.ls ne1n giran1 nem oscila1n. deterrnine (a) a energia
líquida transferida para o gás e1n fonna de calor, (b) o trabalho
líquido realizado pelo gás e (c) a eficiência do ciclo.
66 Un1 refrigerador ideal realiza 150 J de trabalho para remover
560 J do cornparlimento frio na forma de calor. (a) Qual é o coeficiente
de dese1npenho do refrigerador? (b) Qual é a quantidade de
energia liberada para a cozinha por ciclo na forma de calor?
67 Suponha que 260 J sejam conduzidos de uma fonte à temperatura
constante de 400 K para uma fonte (a) a 100 K, (b) a 200 K, (c) a
300 K e (d) a 360 K. Qual é a variação líquida da entropia das fontes,
~Shq• em cada caso? (e) Quando a diferença entre as temperaturas das
fontes diminui, ilStrq aumenta, diminui ou permanece a mesma?
68 Um liquefator de hélio está em uma sala mantida a 300 K. Se
o hélio está a 4,0 K, qual é o valor mínimo da razão Q,J.J/Q11c, onde
Q,J.Ja é a energia fornecida à sala na forma de calor e QH. é a energia
removida do hélio na forma de calor?
69 Uma barra de latão está em contato térmico com uma fonte de
calor a uma temperatura constante de l 30ºC em uma extremidade e
co,n uma fonte de calor a uma temperatura constante de 24,0ºC na
outra extremidade. (a) Calcule a variação total da entropia do siste-
111:i h,,n ,1 l11n1~s quando 5<lJO J Jc energia sflt1 lranslcrido, •lc
' u n1:1
l111llc pai., .i nutra .itr.i,cs da h~11-ra. (h) 1-\ entropia da barra vari,,,
70 l l111 hlnl 11 dL· tungst0nio Jc 45.0 g a 30,() C e un1 bloco de Jlr·
..,. _ • • ,lt1
1
di.• 25.0 g ,, 12(1 ( ,ao c11locados .1unt1.ls cn1 uni 1cc1picntc i,o1a.
d11. (( >, L-.tl1111.·, L·, pcc11l1.·11, L'\la<1 na ·rabeia 18-3.) (a) Qual é a leinpc1atu1a
dl.: l'quilrhtitl? ()uc \a1iação d1.· entropia (h) o tung,tênio
•
(c) .i p1ata l' (dl o ,i.,tl'nla lung~lt:nio p1ata ,t1fr1.'lll ah: atingirc,n , 1
lcmpcr.itura <lc cqu1lthr10''
-, 1 Urna caixa contém N 1nolécula,. Cnn,,derc <lua, eonfiguraç0es:
a configuração 1\, co,n u1na divisão igual de 1nolecula, entre os Joi,
lados da caixa, e a configuração B, co1n 6().0''r da, 1nol~culas no
lado e°'querdo e 40,0% no lado d1rc1to. Para 1V = 50. qual e (,tl a
1nultiplicidade W 1 da configuração 1\, (b) ,1 n1ult1pliciJadc H', 1
J, 1
configuração B e ( c) a razão /i,,, 1 entre o tc,npo que o ,1,tcn1a pa,,, 1
• •
na configuração B e o tempo que o sistema pa,sa na cnnhguração
A? Para N = 100. qual é (d) W 1 , (e) iv,, e (f)./~11 1·1 Para ,v = 200,
qual é (g) W,,, (h) W 8
e (i)Íf 11 ,1? (j) Co1n o au,ncnto cJc N,.lau1ncnta.
diminui ou permanece constante?
72 Calcule a eficiência de uma usina de co1nbustí, cl fóssil que
consome 380 toneladas métricas de carvão por hora para pro<lu11r
trabalho útil à taxa de 750 MW. O calor de con1bustão do car, ão
(calor produzido pela queima do carvão) é 28 NIJ/kg.
73 Um refrigerador de Carnot extrai 35,0 kJ na forn1a de calor Jurante
cada ciclo, operando co1n u1n coeficiente de dcsc1npenho de
4,60. Qual é (a) a energia transferida para o an1biente por ciclo e
(b) o trabalho realizado por ciclo?
74 Uma máquina de Carnot cuja fonte quente estt\ a 400 K tcn1
uma eficiência de 30,0o/o. De quanto deve 1nudar a tc1nperatura da
fonte fria para que a eficiência aumente para 40,0%?
75 O sistema A de três partículas e o sistc1na B ele cinco part1culas
estão e1n caixas isoladas con10 as da Fig. 20- l 7. Qual é a n1cnor
multiplicidade W(a) dosistemaA e (b) <losisten1aB?Qual é a 1naior1nultiplicidade
(e) do siste1na A e (d) do sisten1a B'? Qual é a 1naior entropia
(e) do siste1na A e (f) do sisten1u B?