Uma máquina, com eficiência de
, efetua
de trabalho em cada ciclo. Qual a quantidade de calor absorvida e rejeitada em cada ciclo?
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício fala sobre uma máquina com eficiência de 20% que realiza 100 J de trabalho em cada ciclo. A gente vai trabalhar com termodinâmica, especificamente com os conceitos de eficiência, calor absorvido e rejeitado. Para resolver, vamos precisar entender como a eficiência se relaciona com o trabalho realizado e os calores envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é eficiência. Ela é a razão entre o trabalho que a máquina realiza e o calor que ela absorve. A fórmula fica assim:
Aqui,
é a eficiência,
é o trabalho realizado e
é o calor absorvido.
Passo 3
Sabemos que a eficiência
é de 20%, ou seja, 0,20 em forma decimal. Também sabemos que o trabalho
é de 100 J. Vamos usar a fórmula da eficiência para encontrar o calor absorvido:
Passo 4
Agora, vamos resolver essa equação para
:
Então, a máquina absorve 500 J de calor em cada ciclo.
Passo 5
Para encontrar o calor rejeitado, precisamos saber quanto do calor absorvido não foi convertido em trabalho. Isso é simplesmente a diferença entre o calor absorvido e o trabalho realizado:
Substituindo os valores que já encontramos:
Resposta
A máquina absorve 500 J de calor e rejeita 400 J em cada ciclo.
Exercícios relacionados
Um litro de gás com
está sob pressão de
e a uma temperatura de
. Ele é repentinamente comprimido (ou seja, adiabaticamente) até a metade de seu volume original. Encontre sua pressão e sua temperatura finais.
Um canhão de elétrons em tubos de TV dispara um feixe de elétrons de
que atinge a tela na razão de
elétrons por segundo. O diâmetro do feixe é de
. Calcule o campo magnético produzido pelo feixe num ponto a
do eixo do feixe.
Uma máquina reversível funciona entre uma fonte quente (a
) e uma fonte fria à
. Qual o máximo valor que
pode assumir para que a quantidade de energia térmica devolvida pela máquina à fonte fria não ultrapasse o valor da energia mecânica produzida?
Uma corrente
percorre um solenoide longo que possui
espiras por unidade de comprimento. Uma espira circular de área
está no interior do solenoide e seu eixo coincide com o eixo do solenoide. Determine a fem induzida na espira.