Question

O esquema simplificado a seguir representa um motor térmico. Considere o calor absorvido do reservatório quente Q1 = 4 . 10^4 (4 multiplicado por 10 elevado a 4) joules a cada segundo, e o rendimento desse motor igual a 40% do rendimento de um motor de Carnot operando entre os mesmos reservatórios T1 = 1700,33 °F e T2 = 80,33 °F.

Qual a potência desse motor?

Answer 1

Olá!

Antes de mais nada, precisamos transformar as temperaturas dadas em K:

80,33 ºF = 300 K
1700,33 ºF = 1200 K

Então, calculamos o rendimento na máquina de Carnot em tal situação:

N = 1 - $\frac{Tresfriamento}{Taquecimento}$
N = 1 - $\frac{300}{1200}$
N = 0,75 = 75%

Entretanto, no nosso motor, o rendimento é igual a 40% do rendimento do motor de Carnot. Assim:

N = $\frac{40}{100}$ x $\frac{75}{100}$
N = 30%

Para descobrir a Potência, precisamos descobrir o valor do Trabalho:

N = $\frac{T}{Qaquecimento}$
$\frac{30}{100} = \frac{T}{ 4.10^{4} }$
T = $\frac{30 . 4. 10^{4} }{ 10^{2} }$
T = $12.10^{3}$

Agora, basta calcular a potência com o tempo dado no enunciado (1 segundo):

Pot = $\frac{Trabalho}{Tempo}$
Pot = $\frac{12000}{1}$
Pot = 12000 J/ s ou W

Espero que tenha ajudado!