Questão 13, UFF, P2-2015.2
A máquina térmica da figura abaixo poderia ser construída?
- Sim.
- Não.
- Depende do ciclo que a máquina opera.
- Depende da temperatura do ambiente ao redor.
- Não é possível responder somente com os dados da figura
Passo 1
A ideia aqui é comprar o rendimento da máquina com o rendimento que uma máquina operando no ciclo de Carnot nas mesmas temperaturas teria.
Se o rendimento for menor, tudo certo, a máquina pode ser construída. Caso contrário, a máquina não pode ser construída.
O rendimento da máquina é dado por:
O trabalho é indicado na figura como a energia que está saindo da máquina, no caso, . O calor recebido pela máquina é . Então:
Passo 2
Já a eficiência de Carnot, a gente usa as temperaturas da fonte quente e fria:
Opa! Esse valor é menor que o rendimento da máquina! Logo, ela tem um rendimento maior que o rendimento máximo, que seria o rendimento de Carnot. Assim, a máquina não poderá ser construída:
Resposta
b)
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