Question

3) Uma máquina térmica opera com uma frequência de 10 Hz, recebendo 3000 Kcal por ciclo e realiza um trabalho igual a 2 200 Kcal. Calcule: a) o rendimento da máquina a cada ciclo; b) A potência útil da máquina térmica. Dado: 1 cal = 4,2 J

Answer 1

Vamos realizar as tarefas pedidas abaixo, sobre o rendimento de uma máquina térmica e potência.

a) o rendimento da máquina a cada ciclo;
O rendimento da máquina pode ser calculado através da fórmula:
r = W/Q
r é o rendimento
W é o trabalho
Q é o calor.

Aplicando a fórmula:
r = 2200/3000
r = 0,733

O rendimento desta máquina é de 0,733 (73,3%).

b) A potência útil da máquina térmica. Dado: 1 cal = 4,2 J
Para calcular a potência, usamos a fórmula:
P = Q/t

Mas antes, precisamos transformar o calor em Joule e determinar o período de 1 ciclo.

Q = 2200 kcal * 4,2
Q = 9240 kJ
Q = 9 240 000 J

Se a frequência é de 10 Hz, sabemos que são realizado 10 ciclos em 1 segundo, portanto 1 ciclo terá 0,1 segundo.

A potência será:
P = 9 240 000 / 0,1
P = 92 400 000 J/s
P = 92 400 KW
P = 92,4 MW

A potência desta máquina é de 92,4 MW.