Uma máquina térmica ideal opera em ciclos de Carnot entre as temperaturas e Operando como motor, a máquina recebe da fonte quente, em cada ciclo, o calor Determine o calor cedido à fonte fria, o trabalho do motor e o seu rendimento.
Passo 1
Vamos seguir?!
Vamos começar achando o calor cedido à fonte fria, , certo? Para isso precisamos lembrar que quando estamos trabalhando com ciclo de Carnot podemos usar a seguinte relação:
Apenas para o ciclo de Carnot, beleza?
Vamos ver o que a questão deu pra gente
Podemos substituir na equação do cilo de Carnot
Para encontrar vamos multiplicar cruzado
Passando o para o outro lado dividindo, conseguimos isolar o
Maravilha! Agora é só fazer essa continha 😊
Encontramos o calor cedido para a fonte fria!
Passo 2
Agora, precisamos achar o trabalho, certo?
E para isso vamos usar a conservação da energia que aplicamos lá nas Máquinas térmicas:
Isolando o , o termo passa para o outro lado com o sinal oposto:
O problema nos disse que:
Substituindo:
E assim achamos mais uma!!
Passo 3
E para finalizar precisamos achar a eficiência, vamos rever a fórmula?
Substituindo:
Para transformar em porcentagem é só multiplicar por :
E assim nós finalizamos a questão!!