Question

O gráfico "p x V" mostra o ciclo de uma máquina térmica. Sabe-se que ela absorve 30000 J da fonte quente por ciclo

Calcule o trabalho realizado em cada ciclo. *
a) 20 . 10⁴ J
b) 2,0 . 10³ J
c) 2,0 . 10⁴ J
d) 1,0 . 10³ J
e) 1,0 . 10⁴ J
Calcule a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria. *
a) 1,0 . 10⁴ J
b) 20 . 10⁴ J
c) 2,0 . 10⁴ J
d) 1,0 . 10³ J
e) 2,0 . 10³ J
Calcule o rendimento da máquina. *
a) 66%
b) 56%
c) 36%
d) 33%
e) 63%​

Answer 1

I. O  trabalho realizado em cada ciclo é de $2,0 \cdot 10^4 \ J$, alternativa c.

II. A  quantidade de calor rejeitada para a fonte fria é $1,0 \cdot 10^4 \ J$, alternativa e.

III. O rendimento desta máquina é de aproximadamente 66%, alternativa a.

Analisando as questões:

I. O trabalho realizado é calculado pela área do gráfico.

$\boxed{\boxed{\tau = A}}$

O gráfico forma um retângulo.

$\tau = (0,21-0,01) \cdot [(2,0-1,0) \cdot 10^5]\\\\\tau = 0,20 \cdot [1,0 \cdot 10^5]\\\\\tau = 0,2 \cdot 10^5\\\\\boxed{\tau = 2,0\cdot 10^4 \ J }$

II. O calor rejeitado pela fonte fria ($Q_F$) é a diferença entre a quantidade de calor da fonte quente ($Q_Q$) e o trabalho realizado ($\tau$).

$\boxed{\boxed{Q_F= Q_Q - \tau}}$

$Q_F = 30000-20000\\\\Q_F= 10000 \ J\\\\\boxed{ Q_F= 1,0 \cdot 10^4 \ J}$

III. O rendimento ($\eta$)  é a razão entre o trabalho realizado ($\tau$) e o  calor da fonte quente ($Q_Q$).

$\boxed{\boxed{\eta = \dfrac{\tau}{Q_Q} }}$

$\eta = \dfrac{20000}{30000} \\\\\boxed{\eta \approx 66 \%}$

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