Qual é o rendimento máximo de uma máquina a vapor, com sua caldeira a 227 ºC, se nas locomotivas a vapor de antigamente, o vapor escapa direto para a atmosfera, em pressão normal?
Soluções para a tarefa
Resposta: resposta
Rendimento igual a 40%
Explicação:
Fonte quente Tf = 227°C=500K
Fonte fria Tq= 27°C = 300 K
n= 1-Tf/Tq
n= 1-300/500
n= 1 - 0,6
n= 0,4
0,4x100 = 40%
O rendimento máximo de uma máquina térmica é calculado por meio do rendimento de uma máquina térmica de Carnot, utilizando as temperaturas da fonte quente e fria. Considerando a temperatura da fonte quente de 227ºC e a temperatura da fonte fria como 27ºC, o rendimento máximo das locomotivas a vapor seria de 40%.
O que é uma máquina térmica de Carnot e como se calcula o seu rendimento?
Uma máquina térmica de Carnot é uma máquina térmica no qual não existe irreversibilidades, ou seja, qualquer perda por transferências de calor indesejáveis, atrito, desequilíbrio químico, etc.
O rendimento de uma máquina térmica de Carnot é considerado o maior possível, pois a máquina térmica é considerada irreversível (sem perdas).
O rendimento de uma máquina térmica Carnot (n) é calculado por meio das temperaturas das fontes quente (Th) e fria (Tl):
n = 1 - Tl/Th
No qual: as temperaturas devem estar em Kelvin.
No exercício, temos que:
- Th = 227ºC = 500 K (227+273)
- Tl = 27ºC = 300 K (27+273)
Com isso, o rendimento máximo será:
n = 1 - 300/500 = 0,4 ou 40%
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