Question

FÍSICA Questão 10] Uma máquina térmica opera, recebendo 800 J de calor a cada ciclo, realizando, assim, 400 J de trabalho. Calcule o valor aproximado do rendimento dessa máquina térmica, em porcentagem, e assinale a alternativa correta: a) 40% b) 80% C) 20% d) 30% e) 50%​

Answer 1

Com o cálculo realizado podemos afirmar que o rendimento da máquina térmica é de $\large \boldsymbol{ \textstyle \sf \eta = 50\% }$ e sendo alternativa correta a letra E.

A Segunda Lei da Termodinâmica trata da transferência de energia térmica.

Máquinas Térmicas:

• recebem calor de uma fonte de alta temperatura;

• convertem parte deste calor em trabalho;

• rejeitam o calor restante para um sumidouro a baixa temperatura.

O rendimento dessa máquina térmica pode ser expresso pela razão entre a energia útil ( trabalho ) e a energia total representada pelo calor retirado da fonte quente ( $\boldsymbol{ \textstyle \sf Q_H }$ ):

$\large \boxed{ \boldsymbol{ \displaystyle \sf \text { \sf \eta = \dfrac{\mathcal{ \ T}}{E} }}}$

Sendo que:

$\large \boldsymbol{ \textstyle \sf \eta \to }$ rendimento da máquina [ % ];

$\large \boldsymbol{ \textstyle \sf \mathcal{ \ T} \to }$ trabalho útil [ J ];

$\large \boldsymbol{ \textstyle \sf E = Q_H \to }$ calor absorvido pela fonte quente [ J ].

Dados fornecido pelo enunciado:

$\large \displaystyle \sf \begin{cases} \sf Q_H = 800\: J \\ \sf \mathcal{ \ T} = 400 \: J\\ \sf \eta = \:?\: \% \end{cases}$

O rendimento das máquinas térmicas pode ser cálculo por:

$\large \displaystyle \sf \text { \sf \eta = \dfrac{\mathcal{ \ T}}{E} }$

$\large \displaystyle \sf \sf \eta = \dfrac{400\: J}{ Q_H}$

$\large \displaystyle \sf \text { \sf \eta = \dfrac{4\backslash\!\!\!{ 0} \backslash\!\!\!{0}\: \backslash\!\!\!{J} }{ 8\backslash\!\!\!{ 0} \backslash\!\!\!{0}\: \backslash\!\!\!{J}} }$

$\large \displaystyle \sf \text { \sf \eta = \dfrac{ \diagup\!\!\!{ 4\:}^1}{\diagup\!\!\!{ 8}\: ^2 } }$

$\large \displaystyle \sf \sf \eta = \dfrac{1}{2}$

$\large \displaystyle \sf \sf \eta = \dfrac{1 \cdot 50}{2 \cdot 50}$

$\large \displaystyle \sf \sf \eta = \dfrac{50}{100}$

$\large \boxed{ \boxed{ \boldsymbol{ \displaystyle \sf \eta = 50\% }} }$

Alternativa correta é a letra E.

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