Uma máquina térmica absorve 52,4 kJ de calor e joga fora 36,2 kJ de calor a cada ciclo. Calcule a eficiência e o trabalho realizado pela máquina a cada ciclo.

Passo 1

Beleza, galera! Temos uma máquina térmica que absorve 52,4 kJ de calor e joga fora 36,2 kJ a cada ciclo. Vamos calcular a eficiência dessa máquina e o trabalho que ela realiza por ciclo. Para isso, vamos precisar entender o que é eficiência térmica e como calcular o trabalho realizado por uma máquina térmica.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre eficiência térmica. A eficiência ( eta) de uma máquina térmica é uma medida de quão bem ela converte o calor absorvido em trabalho útil. A fórmula para calcular a eficiência é:
eta = WQin
onde W é o trabalho realizado e Qin é o calor absorvido.

Passo 3

Mas espera aí, a gente não sabe ainda o valor de W (trabalho). Então, vamos descobrir isso primeiro. Sabemos que o trabalho realizado pela máquina térmica é a diferença entre o calor absorvido ( Qin) e o calor rejeitado ( Qout). A fórmula é:
W = Qin - Qout

Passo 4

Vamos aplicar os valores que temos:
W = 52,4, kJ - 36,2, kJ = 16,2, kJ
Então, a máquina realiza 16,2 kJ de trabalho por ciclo.

Passo 5

Agora que sabemos o trabalho, vamos calcular a eficiência usando a fórmula da Passo 2:
eta = 16,2, kJ52,4, kJ approx 0,3092
Para deixar a eficiência em porcentagem, multiplicamos por 100:
eta approx 30,92%

Resposta

A eficiência da máquina é de aproximadamente 30,92% e o trabalho realizado por ciclo é de 16,2 kJ.

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