Um ciclo de Carnot trabalha entre duas fontes térmicas: uma quente em temperatura 227°C e uma fria em -73°C. O rendimento dessa máquina é de:
a) 10%
b) 25%
c) 35%
d) 50%
e) 60%
a) 10%
b) 25%
c) 35%
d) 50%
e) 60%
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre um ciclo de Carnot que opera entre duas fontes térmicas: uma quente a 227°C e uma fria a -73°C. Nosso objetivo é encontrar o rendimento dessa máquina. Para isso, vamos usar a Termodinâmica, especificamente a fórmula do rendimento de um ciclo de Carnot. Precisamos converter as temperaturas para Kelvin e aplicar a fórmula correta.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin. A fórmula para converter é:
Então:
- Temperatura quente: $ 227°C + 273 = 500K $
- Temperatura fria: $ -73°C + 273 = 200K $
Passo 3
Agora que temos as temperaturas em Kelvin, vamos usar a fórmula do rendimento ($ \eta $) para um ciclo de Carnot:
Onde:
- $ T_{fria} $ é a temperatura da fonte fria
- $ T_{quente} $ é a temperatura da fonte quente
Passo 4
Substituindo os valores que obtivemos:
Passo 5
Para expressar o rendimento em porcentagem, multiplicamos por 100:
Resposta
O rendimento dessa máquina é de 60%. Alternativa e).