Question

Uma máquina térmica teórica ideal teve um dimensionamento tal que, a cada ciclo, ela realizaria trabalho de 50 cal e cederia 150 cal para a fonte fria. A temperatura prevista para a fonte quente seria de 127 oC. Determine: a) O rendimento dessa máquina térmicab) A temperatura prevista para a fonte fria, em graus Celsius.

#UFPR
#VESTIBULAR

Answer 1

a) O rendimento dessa máquina térmica equivale a 25%.

b) A temperatura prevista para a fonte fria é de 27°C.

O rendimento da máquina térmica está relacionado ao trabalho em cada ciclo e ao calor recebido.  

n = T/Q1

Onde  

n = rendimento da máquina

Q1 = quantidade de calor retirada da fonte quente

Como o trabalho de uma máquina térmica pode ser dado por -

T = Q1 - Q2

Onde,

Q1 = quantidade de calor retirada da fonte quente

Q2 = quantidade de calor na fonte fria

50 = Q1 - 150

Q1 = 200 cal

Calculando o rendimento-

n = T/Q1

n = 50/200

n = 0,25

n = 25%

A relação entre o calor recebido e cedido e as temperaturas absolutas (escala Kelvin) das fontes quente e fria se dá pela seguinte expressão -

Q2/Q1 = T2/T1

Assim,

150/200 = T2/(127 + 273)

0,75 = T2/400

T2 = 300°K

T2 = (300 - 273) C

T2 = 27°C