Question

Um aluno de Física apresenta um projeto de máquina térmica que opera entre 300 K e 600 K e que obterá um trabalho útil de 800 J para uma quantidade de calor recebida de 1200 J, por ciclo. Esta máquina é possível? Por quê?

Answer 1

Resposta:

A máxima eficiência possível para uma máquina térmica ocorre quando ela opera em um ciclo de Carnot. Esta eficiência máquina pode ser calculada em função das temperaturas da fonte quente e fria, por:

$e_{carnot}=1-\frac{T_C}{T_H}=1-\frac{300}{600}=1-0,5\\ \\e_{carnot}=0,5 =50 \ \%$

Sendo $Q_H=1200 \ J$ e $W=800 \ J$, calcula-se a suposta eficiência da máquina projetada:

$e=\frac{W}{Q_H}=\frac{800}{1200}=0,667=66,7 \ \%$

Logo, como a eficiência suposta é maior que a eficiência de Carnot (que é a máxima possível), a máquina térmica projetada não é realizável!!