Busca de Exercícios - UNICAMP - Termodinâmica Aprenda a usar!

9. Nas proximidades do Sol, a Sonda Solar Parker estará exposta a altas intensidades de radiação e a altas temperaturas. Diversos dispositivos serão usados para evitar o aquecimento excessivo dos equipamentos a bordo da sonda, entre eles um sistema de refrigeração. Um refrigerador opera através da execução de ciclos termodinâmicos. a) Considere o ciclo termodinâmico representado abaixo para um gás ideal, em que V,=1,5 V, e T, = 200 K. Calcule a temperatura T,. b) A partir do gráfico, estime o módulo do trabalho realizado sobre o gás em um ciclo, em termos apenas de V,, V,,F eR. 4 Pa

Os reguladores de pressão são acessórios de segurança fundamentais para reduzir a pressão de gases no interior dos cilindros até que se atinja sua pressão de utilização. Cada tipo de gás possui um regulador específico. a) Tipicamente, gases podem ser armazenados em cilindros a uma pressão interna de Py = 2,0 X 107 Pa e ser utilizados com uma pressão de saída do regulador de P, = 1,6 X 107 Pa. Considere um gás ideal mantido em recipiente fechado a uma temperatura inicial de To = 300 K. Calcule a temperatura final Ty do gás se ele for submetido isovolumetricamente à variação de pressão dada acima. b) Quando os gases saem dos reguladores para o circuito de utilização, é comum que o fluxo do gás (definido como sendo o volume do gás que atravessa a tubulação por unidade de tempo) seja monitorado através de um instrumento denominado fluxômetro. Considere um tanque cilíndrico com a area da base igual a A = 2,0 m? que se encontra inicialmente vazio e que será preenchido com gás nitrogênio. Durante o preenchimento, o fluxo de gás que entra no tanque é medido pela posição da esfera sólida preta do fluxômetro, como ilustra a figura abaixo. A escala do fluxômetro é dada em litros/minuto. A medida do fluxo de nitrogênio e sua densidade d = 1,0 kgim? permaneceram constantes durante todo o processo de preenchimento, que durou um intervalo de tempo At = 12 h. Após este intervalo de tempo, a válvula do tanque é fechada com certa quantidade de gás nitrogênio em repouso no seu interior. Calcule a pressão exercida pelo gás na base do tanque. Caso necessário, use g=10m/s

Em 2015, estima-se que o câncer será responsável por uma dezena de milhões de mortes em todo o mundo, sendo o tabagismo a principal causa evitável da doença. Além das inúmeras substâncias tóxicas e cancerígenas contidas no cigarro, a cada tragada, o fumante aspira fumaça a altas temperaturas, o que leva à morte células da boca e da garganta, aumentando ainda mais o risco de câncer. a) Para avaliar o efeito nocivo da fumaça, N, =9,0x10! células humanas foram expostas, em laboratório, à fumaça de cigarro à temperatura de 72ºC, valor típico para a fumaça tragada pelos fumantes. Nos primeiros instantes, o número de células que permanecem vivas em função do tempo + é dado por wiy=m(1-=] , Tt onde 7 é o tempo necessário para que 90% das células morram. O gráfico abaixo mostra como + varia com a temperatura 6. Quantas células morrem por segundo nos instantes iniciais? b) A cada tragada, o fumante aspira aproximadamente 35 mililitros de fumaça. A fumaça possui uma e um volume molar de 28 litros/mol. Assumindo que a fumaça entra capacidade calorífica molar C =32 Kxmol no corpo humano a 72ºC esaia 37ºC, calcule o calor transferido ao fumante numa tragada. 12,5 10,0 75 5,0 2,5 0,0 Ts) 62 66 70 74 78 8 (°C)

O aperfeiçoamento da máquina a vapor ao longo do século XVIII, que atingiu o ápice com o trabalho de James Watt, permitiu a mecanização do modo de produção, desempenhando papel decisivo na revolução industrial. A figura abaixo mostra o diagrama de pressão P versus volume V do cilindro de uma máquina a vapor contendo 1,0 mol de água. Os diferentes trechos do gráfico referem-se a: P(10 Pa) 68 83 vO 12: água líquida é bombeada até a pressão P,; 2 > 3: a temperatura da água é aumentada pela caldeira a pressão constante; 354: a água é vaporizada a pressão e temperatura constantes (T, =400K); 455: ovapor é aquecido a pressão constante, expandindo de V, a V.; 5 >6: ovapor sofre expansão sem troca de calor, fazendo com que a temperatura e a pressão sejam reduzidas; 6> 1: ovapor é condensado com a retirada de calor do cilindro a pressão constante. a) No ponto 5 o vapor d'água se comporta como um gás ideal. Encontre a temperatura do vapor neste ponto. A constante universal dos gases é R =8,3 J/molK . b) Calcule o trabalho realizado pelo vapor d'água no trecho de 4 5 5.

A boa ventilação em ambientes fechados é um fator importante para o conforto térmico em regiões de clima quente. Uma chaminé solar pode ser usada para aumentar a ventilação de um edifício. Ela faz uso da energia solar para aquecer o ar de sua parte superior, tornando-o menos denso e fazendo com que ele suba, aspirando assim o ar dos ambientes e substituindo-o por ar vindo do exterior. a) A intensidade da radiação solar absorvida por uma placa usada para aquecer o ar é igual a 400 W/m?. A energia absorvida durante 1,0 min por uma placa de 2m? é usada para aquecer 6,0kg de ar. O calor específico do ar é c = 1000 e Qual é a variação de temperatura do ar nesse período? g b) A densidade do ar a 290 K é p=1,2 kg/m”. Adotando-se um número fixo de moles de ar mantido a pressão constante, calcule a sua densidade para a temperatura de 300 K. Considere o ar como um gás ideal.