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 ( eta) de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho útil que ela realiza ( W) e a quantidade de calor extraída da fonte quente ( QH). A fórmula é:
eta = WQH

Passo 3

Agora, precisamos descobrir o trabalho realizado ( W). O trabalho é a diferença entre o calor retirado da fonte quente ( QH) e o calor descartado na fonte fria ( QC). Então:
W = QH - QC
Substituindo os valores dados:
W = 45,kJ - 36,kJ = 9,kJ

Passo 4

Com o trabalho calculado, voltamos à fórmula da eficiência:
eta = WQH = 9,kJ45,kJ = 0,2
Para expressar em porcentagem, multiplicamos por 100:
eta = 0,2 times 100 = 20%

Resposta

O rendimento máximo dessa máquina térmica é de 20%.

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