Questão 18

UFU 2020

Física

(UFU - 2020 - 1ª FASE) Um veículo de 1000 kg é submetido a um teste para estimar o percentual de energia do combustível que ele converte em energia de movimento. O veículo é acelerado a partir do repouso, em uma pista plana e horizontal, até atingir a velocidade de 30 m/s, enquanto se monitora o consumo de combustível, no caso álcool hidratado, cujo poder calorífero é de 20 MJ/L (1MJ = 1.000.000 J).

Considerando-se apenas a conversão de energia citada e sabendo-se que o consumo de combustível no teste foi de 50 mL, qual foi o rendimento do motor no referido teste?

45%

30%

50%

25%

Gabarito:

45%

Resolução:

Pelo Teorema do Trabalho e Energia cinética, temos:

$au = Delta E_c$

$au = E_{cf} - E_{ci}$

Como o veículo parte do repouso, $E_{ci} = 0$

$au = E_{cf} =frac{mv_f^2}{2}$

$au = frac{1000cdot30^2}{2} = frac{1000cdot900}{2} = frac{900.000}{2}$

$au = 450.000 J$

O pode calorífico: $PC = 20 MJ/L = 20cdot10^6 J/L$

Combustível consumido: $V= 50 mL = 50cdot 10^{-3} L$

$1 L ightarrow 20 cdot 10^6 J$

$50 cdot 10^{-3} L ightarrow x$

$x = 50 cdot 10^{-3} cdot 20 cdot 10^{6} = 1cdot10^6 J$

$1cdot10^6 J$ é a energia gerada com a queima do combustível, teoricamente toda essa energia deveria ser convertida em movimento.

$eta =frac{varepsilon _{util}}{varepsilon_{total}}=frac{4,5cdot10^5 J}{1cdot10^6 J}$

$eta =0,45$

Isso corresponde a 45%

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