Calor é transferido de uma fornalha para uma máquina térmica a uma taxa de 80 GW. Considerando que a taxa na qual calor é rejeitado para um rio próximo é de 50 GW , determine a potência líquida produzida e a eficiência térmica da máquina.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. A gente tem um problema de Termodinâmica, especificamente sobre máquinas térmicas. Precisamos encontrar duas coisas: a potência líquida produzida pela máquina e a eficiência térmica dela. Para resolver isso, vamos usar algumas fórmulas básicas de máquinas térmicas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a potência líquida produzida. A potência líquida (
) é a diferença entre a quantidade de calor que entra na máquina (
) e o calor que é rejeitado para o ambiente (
). A fórmula é:
No nosso caso:
Então, a máquina está produzindo uma potência líquida de 30 gigawatts.
Passo 3
Agora, vamos calcular a eficiência térmica da máquina (
). A eficiência nos diz o quão bem a máquina está convertendo o calor em trabalho útil. A fórmula para eficiência é:
Substituindo os valores que já temos:
Para deixar mais claro, multiplicamos por 100 para obter a porcentagem:
Resposta
A potência líquida produzida pela máquina é de 30 GW e a eficiência térmica dela é de 37,5%.