Question

Certa máquina térmica que opera em ciclos recebe, em cada ciclo, 250 cal da fonte quente e realiza um trabalho igual a 1045 J. Sabendo disso, determine: DADOS: 1cal = 4,18 J

a) A quantidade de calor da fonte fria, em Joules;

b) O rendimento dessa máquina térmica

c) Essa máquina térmica é possível de ser construída? Justifique.

Answer 1

Resposta:

a) Sendo $Q_h$ o calor recebido da fonte quente, $W$ o trabalho realizado e $Q_c$ o calor rejeitado para a fonte fria, tem-se a relação: $Q_h=W+Q_c$. Primeiro, converte-se o calor para Joule:

1 cal --------4,18 J

250cal -------- x J

x=1045 J

Logo:

$Q_h=W+Q_c\\Q_c=Q_h-W = 1045-1045\\Q_c=0 \ J$

b) Como não há perda de calor pra a fonte fria, todo calor da fonte quente é convertido em trabalho, o que corresponde a uma eficiência de 100%:

$e=(Q_h/W)*100=(1045/1045)*100=100 \%$

c) Não!! Nenhuma máquina térmica é capaz de converter integralmente o calor recebido da fonte quente em trabalho, isto é, nenhuma máquina térmica é capaz de operar sem perder calor para uma fonte fria. este resultado teórico é conhecido como Enunciado de Kelvin-Planck, um dos enunciados da segunda lei da termodinâmica.