Uma máquina de Carnot opera entre duas fontes térmicas, realizando um trabalho de 1000 J por ciclo. Se a fonte quente está a 500 K e a fonte fria a 300 K , qual a quantidade de calor absorvida da fonte quente por ciclo?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica! A gente tem uma máquina de Carnot que faz um trabalho de 1000 J por ciclo, operando entre duas temperaturas: 500 K (quente) e 300 K (fria). A gente quer descobrir quanto de calor essa máquina absorve da fonte quente em cada ciclo. Para isso, vamos usar os conceitos de eficiência de máquinas térmicas e as relações entre calor, trabalho e temperaturas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a eficiência (
) de uma máquina de Carnot é dada pela fórmula:
Aqui,
é a temperatura da fonte quente e
é a da fonte fria. Essa eficiência nos diz quão eficiente a máquina é em converter o calor absorvido da fonte quente em trabalho.
Passo 3
Vamos calcular a eficiência usando as temperaturas fornecidas:
Isso significa que 40% do calor absorvido da fonte quente é convertido em trabalho.
Passo 4
Sabemos que o trabalho (
) realizado pela máquina é 1000 J. A relação entre trabalho, eficiência e calor absorvido (
) é:
Podemos rearranjar para encontrar
:
Resposta
A quantidade de calor absorvida da fonte quente por ciclo é de 2500 J.
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é comprimido isotermalmente de 1 bar para 5 bar. Determine: a)
, b)
se
Sabendo que a reaçăo:
. apresenta uma
. Calcule o valor de
para a seguinte reaçăo:
Determine
e
de 1 mol de gás que se expande isotermicamente para 1 bar, partindo de condiçőes iniciais de 300 K e 15 bar.