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Capítulo 18

Tradução: Adir Moysés Luiz, Doutor em Ciência pela UFRJ, Prof. Adjunto do Instituto de Física da UFRJ.

18-2: a) 9000 J – 6400 J = 2600 J.

b)

18-4: a)

b) Q – Pt = 6.43 x 105 J – (180 x 103 W) (1.00 s) = 4.63 x 105 J.

18-6: Explicitando r na Eq. (18-6),

(1 - ) ln r = ln(1 – e) ou

r = (1 – e)= (0.350)-2.5 = 13.8.

Note que o símbolo “e” foi usado para designar a eficiência ideal e não significa a base do logaritmo natural.

18-8: a) Pela Eq. (18-6), e = 1 – r1- = 1 – (8.8)-0.40 = 0.58 – 58%

b) 1 – (9.6)-0.40 = 60%, um aumento de 2%. Se usarmos mais algarismos significativos nas eficiências, a diferença passa para 1.4%.

18-10:

18-12: a)

b)

c) 1.14 x 106 J (note que

18:14: a) Pela Eq. (18-13), o calor rejeitado é

b) 6450 J – 3.72 x 103 J = 2.73 x 103 J.

c) Pela Eq. (18-4) ou pela Eq. (18-14), e = 0.423 = 42.3%.

18-16: a) Pela Eq. (18-13),

b) O trabalho realizado é 492 J – 415 J = 77 J, então P = (2.75) x 212 W.

c) TC/(TH – TC) = (270 K)/(50 K) = 5.4.

18-18: A eficiência alegada da máquina é de Contudo a eficiência máxima da máquina térmica operando entre aquelas temperaturas é dada por

Logo a máquina proposta viola a segunda lei.

18-20: a)

b)

c) S = 428 J/K +(-392 J/K) – 36 J/K.

18-22: Para uma expansão isotérmica, T = 0, U = 0 e Q = W. A variação de entropia é dada por

18-24: a)
Note que esta é a variação de entropia da água quando ela se transforma em vapor. b) O módulo da variação de entropia é aproximadamente cinco vezes maior que o valor encontrado no Exemplo 18-5. A água é mais desorganizada do que o gelo. Porém ela é muito menos desorganizada do que o vapor. Portanto quanto maior o grau de desordem maior é a entropia; uma consideração de variações de densidade dá também uma idéia dessas diferenças.

18-26: a) A temperatura final, achada usando os métodos do Capítulo 15, é

ou 28.9C com três algarismos significativos.

b) Usando o