Question

A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 50 J de calor da sua fonte quente e descarrega 40 J de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter ê de:

Apresenta os cálculos para validar a resposta: N = 1 - QF
——
QQ

Answer 1

Alternativa (a) 20 %

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O rendimento de uma máquina térmica pode ser calculado de duas maneiras:

$\mathbf{\eta=1-\frac{Q_F}{Q_Q}}$               ou            $\mathbf{\eta=1-\frac{Q_F}{Q_Q}}$

$\eta:rendimento\\Q_F:calor\:da\:fonte\:fria\\Q_Q:calor\:da\:fonte\:quente\\T_F:temperatura\:da\:fonte\:fria\\T_Q:temperatura\:da\:fonte\:quente$

No nosso caso

$Q_Q=50\:J\\Q_F=40\:J\\\eta=\:?$

$\eta=1-\frac{Q_F}{Q_Q}\\\\\eta=1-\frac{40}{50}\\\\\eta=1-0,8\\\\\eta=0,2\:\:\:\:\:ou\:\:\:\:\:20\:\%$              Alternativa (a)

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Answer 2

Com o cálculo realizado podemos afirmar que o rendimento máximo que essa máquina pode ter é de η = 20% e tendo alternativa correta a letra A.

As máquinas térmicas são dispositivos usados para converter energia térmica em energia mecânica.

O rendimento de uma máquina térmica é definido pela fração do calor recebido da fonte quente que é saída para a realização de trabalho:

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{\eta = \dfrac{\mathcal{ \ T}}{\mid Q_q\mid } = \dfrac{Q_q - Q_f}{Q_q} } }$

$\Large \boxed{ \displaystyle \text { \mathsf{ \eta = 1 - \dfrac{Q_f }{Q_q} } } }$

Sendo que:

• η → rendimento;

• Q_q → calor fornecido por aquecimento;
• Q_f → calor não transformado em trabalho.

Dados fornecidos pelo enunciado:

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{ \begin{cases} \sf Q_q = 50\: J\\ \sf Q_f = 40\: J\\ \sf \eta = \:?\: \%\\ \end{cases} } }$

Solução:

O rendimento máximo é dado pela expressão.

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{ \eta = 1 - \dfrac{Q_f }{Q_q} } }$

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{ \eta = 1 - \dfrac{40 }{50} } }$

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{ \eta = 1 - 0{,}8 } }$

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{ \eta = 0{,}2 } }$

$\Large \boldsymbol{ \displaystyle \sf \eta = 20 \% }$

Alternativa correta é a letra A.

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