A caldeira de uma máquina a vapor produz vapor d’água que atinge as hélices de uma turbina.a quantidade de calor fornecida pela fonte quente e 1200kcal/s. O condensador dessa máquina e mantido a temperatura de 270ºC e recebe,por segundo, cerca de 750 kcal,que representa a quantidade de energia “não aproveitada”.Determine o rendimento dessa máquina .

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício sobre máquinas térmicas, que é um assunto de Termodinâmica. A questão fala sobre uma caldeira que fornece 1200 kcal/s de calor e um condensador que recebe 750 kcal/s de energia não aproveitada a uma temperatura de 270ºC. Nosso objetivo aqui é descobrir o rendimento dessa máquina. Para resolver, vamos precisar entender como calcular a eficiência de uma máquina térmica usando as quantidades de calor fornecido e rejeitado.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é rendimento de uma máquina térmica. O rendimento (ou eficiência) é a medida de quão bem a máquina converte o calor fornecido em trabalho útil. A fórmula básica para calcular o rendimento é:
eta = Qfornecido - QrejeitadoQfornecido
Onde:
  • $ Q_{fornecido} $ é a quantidade de calor que a máquina recebe da fonte quente (no caso, a caldeira).
  • $ Q_{rejeitado} $ é a quantidade de calor que a máquina libera na fonte fria (no caso, o condensador).

Passo 3

Vamos identificar os valores que temos:
  • $ Q_{fornecido} = 1200 $ kcal/s
  • $ Q_{rejeitado} = 750 $ kcal/s
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula do rendimento:
Qfornecido = 1200

Passo 4

Fazendo as contas:
eta = 450, kcal/s1200, kcal/s = 0,375
Para deixar mais claro, multiplicamos por 100 para obter a porcentagem:
eta = 0,375 times 100 = 37,5%

Resposta

O rendimento dessa máquina é de 37,5%.

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