Question

Observe o ciclo de uma máquina térmica rudimentar. Nesse ciclo a máquina recebe 500 joules de energia na forma de calor da fonte quente. Considerando que 1cm3 =1.10^-6, determine:
A) O trabalho realizado
B) O calor rejeitado ao ambiente
C) O rendimento
D) A variação de energia interna do ciclo

Answer 1

Utilizando formulações basicas de maquinas termicas, temos que:

A) 100 J.

B) 400 J.

C) 20%.

D) 400 J.

Explicação:

Então temos a maquina termica da figura, então vamos as perguntas:

A) O trabalho realizado.

O trabalho de um maquina é sempre dado pela formula:

$T=P.V$

Se temos um gráfico exatamente de P x V, então o trabalho realizado por esta maquina é exatamente a área dentro deste triangulo.

Primeiramente temos que passar este volume de cm³ para m³ (A questão com certeza esta errada, no gráfico ela mostra m³ e não cm³, mas se fosse m³ esta questão daria um valor de trabalho maior que a energia inicial, o que viola a segunda leia da termodinamica, e se fosse m³ mesmo, não haveria motivo para eles darem o valor de conversão de cm³ para m³):

$250cm^3=250.10^{-6}m³$

$750cm^3=750.10^{-6}m³$

Este triangulo tem base 750-250 = 500 (na base de 10 a -6) e altura 6-2 = 4 (na base de 10 a 5), então basta multiplicarmos na formula de área de triangulo:

$T=\frac{4.10^{5}.500.10.{-6}}{2}=\frac{2000.10^{-1}}{2}=\frac{200}{2}=100$

Assim esta maquina realiza um trabalho de 100 J.

B) O calor rejeitado pelo sistema.

Se esta maquina recebeu no inicio 500 J e só usou 100J, então ela rejeitou 400J.

C) O rendimento.

Para calcular o rendimento, é só dividir o quanto de energia você usou, pelo quanto você recebeu:

$\frac{100}{500}=0,2=20%$

Assim o rendimento desta maquina é de 20%.

D) A variaçã ode energia interna.

A variaçã ode energia é dada pela formula:

$U=Q-T$

Então substituindo os valores:

$U=500-100$

$U=400$

Assim a energia interna variou em 400 J.