Question

Uma máquina a vapor, num ciclo completo, recebe 5000j de uma fonte quente e cede 4000j para fonte fria.

a) Qual é a quantidade de trabalho realizado.

b) Qual é o rendimento dessa maquina témica

Answer 1

Olá!

Temos os seguintes dados:

N (rendimento da máquina térmica) = ? (em porcentagem)
T (trabalho realizado através da energia térmica fornecida) = ? (em Joule)
Q1 (quantidade de calor fornecida pela fonte quente) = 5000 J
Q2 (quantidade de calor fornecida à fonte fria) = 4000 J

Vamos encontrar primeiramente o rendimento dessa máquina térmica, pela seguinte fórmula do Ciclo de Carnot, tendo em vista que tratamos de uma máquina em que a fonte quente de calor que é fornecida e uma quantidade de calor que é cedida são proporcionais às suas temperaturas.

$N = 1- \frac{Q_2}{Q_1}$

Solucionando:

$N = 1- \frac{Q_2}{Q_1}$

$N = 1- \frac{4000}{5000}$

$N = 1 - 0,8$

$\boxed{\boxed{N = 0,2\:ou\:20\:\%}}\Longleftarrow(rendimento\:da\:ma\´quina\:de\:Carnot)\end{array}}\qquad\quad\checkmark$

Agora, vamos encontrar o a quantidade de trabalho realizado, aplicando as seguintes fórmulas:

$N = \frac{T}{Q_1}$  ou $T = |Q_2-Q_1|$
Solucionando¹:

$N = \frac{T}{Q_1}$

$0,2 = \frac{T}{5000}$

$T = 0,2*5000$

$\boxed{\boxed{T = 1000\:J}}\Longleftarrow(trabalho\:realizado)\end{array}}\qquad\quad\checkmark$

Solucionando²:

$T = |Q_2-Q_1|$

$T = |4000 - 5000|$

$T = |-1000|$

$\boxed{\boxed{T = 1000\:J}}\Longleftarrow(trabalho\:realizado)\end{array}}\qquad\quad\checkmark$



Espero ter ajudado!