A turbina de um navio inglês quebra gelo, em viagem pelo Ártico, trabalha com um rendimento igual a 75% do rendimento que teria uma máquina ideal de Carnot operando nas mesmas temperaturas em que trabalha a turbina do navio, retirando calor de uma fonte térmica a 260,6º F e ejetando gases ao ambiente externo a –27,4º F. Isso significa que o rendimento da turbina do navio é de a ) 75%. b) 67%. c ) 55 %. d ) 30%.
Soluções para a tarefa
-27,4F= 240,15 K
260,6F= 400,15K
Depois jogamos na fórmula
N= 1 - T Fria/T Quente
N= 1 - 240,15/400,15
Fazendo o MMC:
N= 160/400,15
N= 40%
Mas Ela tem rendimento de 75% como diz a questão então devemos fazer 0,75 de 40%
0,75 x 40 = 30%
O rendimento da turbina do navio é de 30%.
Letra D
Máquina Térmica de Carnot
A máquina térmica de Carnot representa uma máquina ideal que trabalha recebendo calor da fonte quente e cedendo calor à fonte de resfriamento.
O calor recebido e cedido nas fontes quente e fria da máquina térmica e as temperaturas em que elas se encontram possuem uma relação que está abaixo estabelecida-
Q₂/Q₁ = T₂/T₁
O rendimento de uma máquina térmica de Carnot é calculado pela expressão abaixo-
n = 1 - (T₂/T₁)
Onde,
- T₂ = temperatura absoluta da fonte de resfriamento
- T₁ = temperatura absoluta da fonte de aquecimento
Para calcular o rendimento da máquina ideal, precisamos converter as temperaturas para Kelvin-
1,8(Tk - 273) = Tf - 32
T₁ = 400°K
T₂ = 240°K
n = 1 - (240/400)
n = 1 - 0,60
n = 0,40
Como a turbina do navio trabalha com rendimento de 75% do rendimento da máquina ideal-
n = 0,75. 0,40
n = 0,30
n = 30%
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