Uma máquina de Carnot opera com eficiência de
produz
de trabalho em cada ciclo. a) Quanto calor a máquina extrai do reservatório quente em cada ciclo?
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos uma máquina de Carnot, que é um tipo ideal de máquina térmica com a maior eficiência possível. A eficiência dessa máquina é de 50%, ou seja, ela converte metade da energia que recebe em trabalho. Sabe também que em cada ciclo ela produz
joules de trabalho. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto calor a máquina retira do reservatório quente em cada ciclo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula da eficiência (
) em uma máquina térmica. A eficiência é definida como a razão entre o trabalho realizado (
) e o calor retirado do reservatório quente (
):
Passo 3
Sabemos que a eficiência (
) é de 50%, ou seja,
. Também sabemos que o trabalho realizado (
) é
J. Vamos substituir esses valores na fórmula para encontrar
:
Passo 4
Agora, vamos resolver essa equação para encontrar
. Podemos multiplicar ambos os lados da equação por
para isolar o termo:
Passo 5
Em seguida, dividimos ambos os lados por 0.5 para encontrar o valor de
:
Resposta
A máquina extrai
joules de calor do reservatório quente em cada ciclo.