Um ciclo de Carnot trabalha entre duas fontes térmicas: Uma quente em temperatura de 227°C e uma fria em temperatura 27°C. O rendimento desta máquina, em percentual, é de:
a) 40
b) 25
c) 35
d) 50
e) 60

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o ciclo de Carnot! A questão nos dá duas temperaturas: uma fonte quente a 227°C e uma fonte fria a 27°C. Precisamos calcular o rendimento dessa máquina térmica em porcentagem. Para isso, vamos usar a fórmula do rendimento do ciclo de Carnot, que envolve converter as temperaturas para Kelvin e aplicar a fórmula correta.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar qual é a fórmula para o rendimento ( eta) de uma máquina térmica de Carnot. A fórmula é:
eta = 1 - TfriaTquente
Onde:
  • Tfria é a temperatura da fonte fria em Kelvin.
  • Tquente é a temperatura da fonte quente em Kelvin.

Passo 3

Antes de aplicar a fórmula, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que a fórmula requer temperaturas absolutas.
Tquente = 227°C + 273 = 500 K
Tfria = 27°C + 273 = 300 K

Passo 4

Agora que temos as temperaturas em Kelvin, vamos substituir esses valores na fórmula do rendimento:
eta = 1 - 300500 = 1 - 0,6 = 0,4

Passo 5

Para expressar o rendimento em porcentagem, multiplicamos por 100:
eta = 0,4 times 100 = 40%

Resposta

O rendimento da máquina de Carnot é 40%. Alternativa a)

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