Question

Um motor térmico funciona segundo um ciclo de Carnot. A temperatura da fonte quente é 123 ºC,e a da fonte fria é 27 ºC. Em cada ciclo , o motor recebe 600 calorias da fonte quente. Determine o rendimento do motor,o trabalho útil e a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria em cada ciclo. Dado: 1 cal=4,18J

Answer 1

Primeiramente, vamos passar tudo para a escala absoluta, que utiliza kelvin:

123°C = 396 K (Tq)
27°C = 300 K(Tf) 

O rendimento de um motor de carnot pode ser calculado como n = 1 - Tf/Tq

Logo : n = 1 - 300/ 396 

n = 0,25
 o rendimento do motor é de 25%. O que isso significa? Que 25% da energia térmica que você dá pra ele vira trabalho.

600 calorias são 2508 Joules.  25% de 2508 é o trabalho útil. Logo, o trabalho útil é 627 Joules.

Já os outros 75% é o que é rejeitado para a fonte fria.

Em CALORIAS , o calor rejeitado para a fonte fria é 75% de 600, ou seja, 
450 calorias. 

Ps: Utilizei Joules para trabalho e calorias para a fonte fria, pois acredito que para este problema seja adequado.

Se quiser converter Joules em calorias ou calorias em joules, saiba que:

1 cal = 4,18 Joules, como foi enunciado pelo problema.