UFF 2007 Física - Questões

O rendimento, ou eficiência térmica, de um motor a combustão é definido como a razão entre o trabalho realizado pelo motor e a energia fornecida pela queima de combustível. Em cada ciclo de operação do motor, o trabalho realizado pode ser calculado, com boa aproximação, como numa expansão isobárica de um gás no interior de um cilindro do motor.

Considere o motor a combustão de um automóvel no qual a expansão isobárica acima mencionada produza um aumento de $1,6 L$ no volume do gás constituído pela mistura ar-gasolina.

Dados:

$1\ \text{atm}=1,0 \times 10^5\ \text{N/m}^2$

$1\ \text{cal}=4,2\ \text{J}$

1. a) Calcule o trabalho realizado pelo motor em cada ciclo de operação, sabendo que a pressão média durante a expansão é de 8 atm.
   

2. b) Diz-se que um motor tem uma rotação de 3500 rpm, se realiza 3500 ciclos de operação por minuto. Calcule a potência do motor de 1,6 L a esta rotação.
   

3. c) Nesta rotação, o motor consome 6,0 g/s de gasolina. Sabendo-se que a energia gerada pela combustão da gasolina é de 11,1 kcal/g, determine o rendimento do motor. Exprima sua resposta em forma percentual.