Certa máquina térmica, operando em um ciclo de Carnot, absorve 410 J de calor por ciclo em seu reservatório quente a 135^circ C e possui eficiência térmica de 22,0 %. (a) Quanto trabalho essa máquina realiza por ciclo? (b) Quanto calor essa máquina rejeita a cada ciclo? © Qual é a temperatura do reservatório frio? (d) Em quanto a máquina varia a entropia do universo a cada ciclo? (e) Que massa da água essa máquina poderia bombear por ciclo a partir de um poço de 35,0 m de profundidade?

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma máquina térmica que opera em um ciclo de Carnot. Ela absorve 410 J de calor do reservatório quente a uma temperatura de 135^circ C e tem uma eficiência térmica de 22,0%. Para resolver os itens (a) a (e), vamos precisar entender conceitos como eficiência térmica, trabalho realizado, calor rejeitado, temperaturas dos reservatórios, entropia e energia para bombear água.

Passo 2

Item (a): Quanto trabalho essa máquina realiza por ciclo?
A eficiência térmica ( eta) de uma máquina térmica é dada pela relação entre o trabalho realizado ( W) e o calor absorvido ( Qh):
eta = WQh
Queremos encontrar o trabalho W. Rearranjando a fórmula:
W = eta times Qh
Substituindo os valores fornecidos:
W = 0,22 times 410 , J = 90,2 , J

Resposta

(a) A máquina realiza um trabalho de 90,2 , J por ciclo.

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