Question

A utilização das máquinas térmicas em larga escala, mesmo com seu baixo rendimento, contribuiu decisivamente para a Primeira Revolução Industrial. Simplificadamente, uma máquina térmica é um dispositivo que retira calor de uma fonte quente, utiliza parte desse calor para realizar trabalho e direciona o calor restante para uma fonte fria. Suponha que uma máquina térmica de rendimento 8,0% envie uma quantidade de calor igual a 6 4,6 10 J  para a fonte fria em certo intervalo de tempo. Determine o trabalho realizado por essa máquina nesse intervalo de tempo

Answer 1

Olá!

Sabemos pela Segunda Lei da Termodinâmica que é impossível extrair uma quantidade de calor QH de uma fonte quente e usá-la para produzir trabalho. Qualquer quantidade de calor QC deve ser expelida para uma fonte fria.

Por tanto o rendimento de uma máquina térmica dado por:

$n = \frac{W}{Q}$

Onde:

n = rendimento

Q = calor

W = trabalho.

Do enunciado temos que:

- Rendimento 8,0% = 0,08

- Calor = 4,6 * 10⁶ J

Substituimos os dado e isolamos o trabalho:

$0,08 = \frac{W}{4,6 * 10^{6}}$

$W = 0,08 * 4,6 * 10^{6} \; J \\ W = 3,7 *10^{5} \; J$

Answer 2

Resposta:

A alternativa correta é a letra b

Explicação:

O rendimento pode ser dado pela diferença entre ( Qa -Qb)/Qa onde Qa é o calor da fonte quente e Q é o calor da fonte fria. Veja que Qa é a quantidade máxima de calor da máquina. A diferença ( Qa - Qb) também representa o trabalho W que a máquina realizou.

Vamos lá:

Qa = ?

Qb = 4,6 X 10^ 6 J

n = 8% = 8/100 = 0,08 rendimento

n = ( Qa -Qb)/Qa

0,08 = (Qa - 4,6 X 10^ 6)/Qa

0,08.Qa = Qa - 4,6 X 10^ 6

0,08.Qa - Qa =  - 4,6 X 10^ 6

-0,92.Qa = - 4,6 X 10^ 6      x(-1) em ambos lados

0,92.Qa = 4,6 X 10^ 6

Qa = 4,6 X 10^ 6 /0,92

Qa = 5x10^ 6

O trabalho w será Qa -Qb,   (5x10^ 6)  - (4,6 X 10^ 6) = 0,4 x 10^ 6

= 4,0x 10^ 5 a vírgula teria que se deslocar 6 casas para a direita, avançando uma casa precisará se deslocar 5