Question

Uma máquina de Carnot é operada entre duas fontes, cujas temperaturas são, respectivamente, 927°C e 327°C. Admitindo-se que a máquina receba da fonte quente uma quantidade de calor igual a 1000 cal por ciclo, pede-se:
1 cal = 4 J


a) o rendimento térmico da máquina;

b) o trabalho realizado pela máquina em cada ciclo (expresso em J);

c) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria.​

Answer 1

Resposta:

a) 50% de rendimento; b) 500J; c) 500J

a) Devemos, inicialmente, transformar os graus Celsius em Kelvin. Para isso, iremos transformar 927°C e 327°C em Kelvin. Vamos lá!

Fórmula para converter °C em K:

K = °C + 273

K = 927 + 273 = 1200K

K = °C + 273

K = 327 + 273 = 600K

Agora, precisamos usar a fórmula que nos será adequada para saber o rendimento térmico da máquina:

(T1-T2)÷T1

T1 = temperatura 1

T2 = temperatura 2

Vamos calcular:

(T1 - T2) ÷ T1

(1200-600) ÷ 1200

600 ÷ 1200 = 1/2 ou 0,5.

1/2 ou 0,5 é o mesmo que 50%

50% de rendimento.

b) A partir do rendimento, podemos calcular o trabalho realizado pela máquina em cada siclo. Para isso, iremos multiplicar quantidade de calorias pelo rendimento. Veja:

1000×0,5 = 500J

c) Precisamos apenas fazer o inverso, mas agora com o trabalho:

1000 - 500 = 500J

Obs: Tive algumas dúvidas na hora de responder, então pode ser que haja alguma coisa errada aí. De qualquer forma, pergunte ao professor.