A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kJ de calor da sua fonte quente e descarrega 36 kJ de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de ?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica juntos! A questão fala sobre uma máquina térmica que, a cada ciclo, tira 45 kJ de calor da fonte quente e descarrega 36 kJ na fonte fria. A gente precisa descobrir qual é o rendimento máximo dessa máquina. Para isso, vamos usar a fórmula de eficiência das máquinas térmicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é eficiência. Na termodinâmica, a eficiência (
) de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho útil que ela realiza (
) e a quantidade de calor extraída da fonte quente (
). A fórmula é:
Passo 3
Agora, precisamos descobrir o trabalho realizado (
). O trabalho é a diferença entre o calor retirado da fonte quente (
) e o calor descartado na fonte fria (
). Então:
Substituindo os valores dados:
Passo 4
Com o trabalho calculado, voltamos à fórmula da eficiência:
Para expressar em porcentagem, multiplicamos por 100:
Resposta
O rendimento máximo dessa máquina térmica é de 20%.