Question

(UNIVALI - SC) Uma máquina térmica opera segundo o ciclo de Carnot entre as temperaturas de 500Ke 300K, recebendo 2 000J de calor da fonte quente. o calor rejeitado para a fonte fria e o trabalho realizadopela máquina, em joules, são, respectivamente
:a) 500 e 1 500b) 700 e 1 300c) 1 000 e 1 000d) 1 200 e 800e) 1 400 e 600

Answer 1

Boa noite!

Sabendo da relação entre temperaturas e quantidades de calor (1) e do rendimento de uma máquina térmica (2) e (3), como mostrado abaixo, podemos chegar a resposta:

(1) $\frac{Q_2}{Q_1}= \frac{T_2}{T_1}$

(2) η=τ/$Q_1$

(3) η=$1- \frac{T_2}{T_1}$

Onde $Q_1$ é a quantidade de calor da fonte quente, $Q_2$ da fonte fria, $T_1$ a temperatura da fonte quente e $T_2$ da fonte fria.

► Determinando $Q_2$:

$\frac{Q_2}{Q_1}= \frac{T_2}{T_1}$ → $\frac{Q_2}{2000}=\frac{300}{500}$

$Q_2=1200J$

► Determinando o trabalho (τ):

Primeiro calcularemos o rendimento da máquina térmica, dada pela expressão (3):

η=$1- \frac{T_2}{T_1} =1-\frac{300}{500}=1-\frac{3}{5}=\frac{2}{5}$

Deixaremos em forma de fração para facilitar os cálculos futuros.
Porém, caso você faça algum exercício futuramente em que peça o rendimento em porcentagem, basta efetuar a divisão (2/5=0,4) e multiplicar por 100 (0,4*100=40%).

Substituindo agora na relação entre rendimento, torque e quantidade de calor da fonte quente:

η=τ/$Q_1$

$\frac{2}{5}=$τ/2000

τ=$\frac{2}{5}.2000=800J$

O que nos dá a letra (d) como resposta.

Abraço!