Calcule o rendimento de uma máquina térmica que realiza um trabalho de 375 J e contém uma fonte fria que adiciona 600 J de calor.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o rendimento de uma máquina térmica. Isso faz parte da matéria de Termodinâmica, especificamente sobre como as máquinas convertem calor em trabalho. Para resolver isso, vamos precisar entender a fórmula do rendimento e usar as informações dadas sobre o trabalho realizado e o calor envolvido.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o rendimento de uma máquina térmica. O rendimento ( eta = WQh ) é uma medida de quão eficiente a máquina é em converter o calor em trabalho. A fórmula básica para calcular o rendimento é:
Onde:
  • é o trabalho realizado pela máquina.
  • é o calor retirado da fonte quente.

Passo 3

No enunciado, nos dizem que a máquina realiza um trabalho de 375 J e que rejeita 600 J de calor para a fonte fria ( Qh = W + Qc ). Mas precisamos saber quanto de calor foi retirada da fonte quente ( ).
Segundo a primeira lei da termodinâmica, que é a conservação de energia, temos:
Isso significa que o calor retirado da fonte quente é igual ao trabalho realizado mais o calor rejeitado para a fonte fria.

Passo 4

Vamos calcular Qh = 375, J + 600, J = 975, J :
Então, a máquina retirou 975 J de calor da fonte quente.

Passo 5

Agora, podemos usar a fórmula do rendimento que mencionamos no Passo 2:
eta = WQh = 375, J975, J

Passo 6

Fazendo a divisão:
eta = 375975 approx 0,3846
Convertendo para porcentagem:
eta approx 38,46%

Resposta

O rendimento da máquina térmica é de aproximadamente 38,46%.

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