Uma máquina, com eficiência de 20 %, efetua 100 J 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:
eta = WQabsorvida
Aqui, é a eficiência, é o trabalho realizado e é o calor absorvido.

Passo 3

Sabemos que a eficiência 0,20 = 100, JQabsorvida 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 Qabsorvida = 100, J0,20 = 500, J :
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:
Qrejeitada = Qabsorvida - W
Substituindo os valores que já encontramos:
Qrejeitada = 500, J - 100, J = 400, J

Resposta

A máquina absorve 500 J de calor e rejeita 400 J em cada ciclo.

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