Question

Determine o calor recebido da fonte quente e perdido para a fonte fria por um motor a diesel que possui rendimento de 40% e realiza a cada ciclo um trabalho de 2000 J. Expresse as respostas em calorias.

DADOS: 1 cal = 4 J

a) 1300 cal e 550 cal
b) 1250 cal e 1000 cal
c) 750 cal e 200 cal
d) 1250 cal e 750 cal
e) 3000 cal e 5000 cal.

Answer 1

A letra d.

A definição de rendimento (R) diz que essa grandeza é fruto da razão entre a energia utilizada e a energia total disponível. Sendo assim, temos que o rendimento do motor a diesel é a razão do trabalho (τ) executado em cada ciclo pela quantidade total de energia fornecida pela fonte quente (Q1):

R = τ ÷ Q1

Sabendo que R = 0,4 e que τ = 2000 J, temos:

0,4 = 2000 ÷ Q1

Q1 = 2000 ÷ 0,4

Q1 = 5000 J

• Como cada caloria equivale a 4J, basta dividir o valor final por 4 para obter a resposta em calorias.

Q1 = 5000 ÷ 4 = 1250 cal.

• O calor fornecido pela fonte quente (Q1) é igual à soma do trabalho (τ) realizado pela máquina com o calor perdido para a fonte fria (Q2):

Q1 = τ + Q2

5000 J = 2000 J + Q2

Q2 = 5000 – 2000 = 3000 J

Q2 = 3000 ÷ 4 = 750 cal.