Question

Determinada máquina térmica opera entre fonter à 27 °C e 227 °C. Em cada ciclo ela recebe da fonte quente uma quantidade de calor igualo a 5.10³ J rejeitando 3,75.10³ J para a fonte fria. Um engenheiro é então incumbido a propor alterações nessa máquina visando melhorar seu rendimento. Dessa forma, qual o máximo aumento poderá ser obtido para o rendimento dessa máquina?

Answer 1

Olá.

Primeiramente vamos calcular o trabalho realizado pelo motor, para depois obtermos o seu rendimento.

$Q_{1}= \tau+ Q_{2} \\ \\ 5.10^3= \tau+ 3,75.10^3 \\ \\ 5.10^3-3,75.10^3= \tau \\ \\ \boxed{\tau= 1,25.10^3 ~J}$

Agora vamos calcular o rendimento da máquina operando nessas condições:

$n= \frac{\tau}{Q1} \\ \\ n= \frac{1,25.10^3}{5.10^3} \\ \\ n= 0,25= \%25$


Uma máquina terá seu rendimento máximo quando estiver operando no ciclo de Carnot:

$n= 1- \frac{300}{500} \\ \\ n= 1-0,6 \\ \\ \boxed{n=0,4= \%40}$


40%-25%= 15% será possível obter um maior rendimento de 15 %.