Question

Uma máquina de Carnot apresenta um rendimento de

40%, e a temperatura de sua fonte quente é 500 K. A

máquina opera a uma potência de 4,2 kW e efetua 10

ciclos por segundo. Qual é a temperatura de sua fonte

fria e o trabalho que a máquina realiza em cada ciclo?
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Answer 1

Resposta:

a) 300 K

b)420 J

Explicação:

I) O rendimento de uma máquina térmica é dado pela razão entre o trabalho por ela realizado(w) e a quantidade de calor fornecido pela fonte quente (Qq):

$r=\frac{W}{Q_{q} }$

Porém, especificamente para máquina de Carnot, podemos fazer uso de outra relação que advém do fato de que a variação da entropia em um ciclo nessa máquina é igual a zero:

$r=1-\frac{T_{f} }{T_{q} }$

Para os valores fornecidos no enunciado(lembre-se que 40%=0,4):

$0,4=1-\frac{T_{f} }{500} \rightarrow \frac{T_{f} }{500} =1-0,4=0,6 \rightarrow T_{f} =500\cdot0,6=300 \ K$

II) Em física , potência é uma grandeza que determina a quantidade de energia fornecida (ou consumida/dissipada) por unidade de tempo. No Sistema Internacional de Unidades (SI) a potência é dada em watts(w) e equivale a a quantidade de energia em joules fornecida por segundo.

Uma potência de 4,2 kW = 4200W nos diz que a máquina fornece, em forma de trabalho, 4200 J de energia a cada segundo . Uma vez que a máquina realiza 10 ciclos por segundo , em um ciclo ela fornece 4200/10=420 J. Você pode pensar também como uma regra de três:

10 ciclos-----4200J

 1  ciclo-------    X                   ⇒      X =420 J

Answer 2

Resposta:

Resposta:

a) 300 K

b)420 J

Explicação:

acertei em um simulado!