Question

0- Em uma máquina térmica são fornecidos trabalho de 2000J. Ela opera entre as fonte, fria a 27°C e quente a 127°C

a) O rendimento da máquina

b) Determine o calor quenteQ1:

c) As quantidades de calor trocadas com as fontes, ou seja a Q2 calor frio?​

Answer 1

a) O rendimento da máquina é de 25 %.

Considerando que esta máquina opera em um Ciclo de Carnot, seu rendimento pode ser calculado em função das temperaturas da fonte fria ($T_c$) e quente ($T_h$). As temperaturas devem estar em Kelvin. Para tal, basta somar 273 às temperaturas dadas em Celsius. O rendimento será:

$\eta=1-\frac{T_c}{T_h}\\ \\\eta=1-\frac{27+273}{127+273}\\ \\\eta=0,25 = 25 \ \%$

b) O calor quente é de 8000 J.

Conhecendo-se o rendimento e o trabalho realizado pela máquina térmica, o calor retirado da fonte quente ($Q_h$) pode ser calculado:

$\eta=\frac{W}{Q_h}\\ \\Q_h=\frac{W}{\eta}\\ \\Q_h=\frac{2000}{0,25}\\ \\Q_h=8000 \ J$

c) O calor rejeitado para a fonte fria é de 6000 J.

Por balanço de energia, toda energia que entra na máquina deve ser igual à que sai dela. Logo, pode-se equacionar a seguinte expressão e calcular o calor rejeitado para a fonte fria ($Q_c$):

$Q_h=Q_c+W\\ \\Q_c=Q_h-W\\ \\Q_c=8000-2000\\ \\Q_c=6000 \ J$

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Bons estudos!! Espero ter ajudado.