Question

Uma maquina ideal opera entre as temperaturas 27°c e 127°c. Determine o trabalho realizado em cada ciclo dessa maquina, supondo que o calor rejeitado em cada ciclo seja igual a 600J

Answer 1

Oi!

Para resolver essa questão, observe que devemos primeiramente realizar as mudanças de unidades térmicas, veja:

--> Temperatura da fonte fria:

T2 = 27ºC

T2= 300K

-->  Temperatura da fonte quente

T1 = 127ºC

T1= 400K

Q2 = 600J representa a quantidade de calor liberada para a fonte fria.  

--> A fórmula para o rendimento de uma máquina térmica qualquer:  

n = 1 - (Q2 / Q1)  

--> A fórmula para o rendimento numa máquina no Ciclo de Carnot:  

n = 1 - (T2 / T1)  

O rendimento não muda, então no ciclo de Carnot podemos igualar as duas equações:  

Q1 / T1 = Q2 / T2  

fazendo as devidas substituições,

Q1 / 400 = 600 / 300  

Q1 / 400 = 2  

Q1 = 800J , equivale ao calor que a máquina pega da fonte quente.  

Voltando à fórmula de rendimento no ciclo de Carnot:  

n = 1 - T1/T2  

n = 1 - 300/400  

n = 1 - 0,75  

n = 0,25  

--> A fórmula do rendimento genérica:

n = T / Q1  

onde:

n: energia útil / energia total  

T: para o trabalho

0,25 = T / 800  

T = 200J  

Podemos concluir, comisso, que o trabalho realizado em cada ciclo é de 200J.