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 (
) 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:
onde
é o trabalho realizado e
é o calor absorvido.
Passo 3
Mas espera aí, a gente não sabe ainda o valor de
(trabalho). Então, vamos descobrir isso primeiro. Sabemos que o trabalho realizado pela máquina térmica é a diferença entre o calor absorvido (
) e o calor rejeitado (
). A fórmula é:
Passo 4
Vamos aplicar os valores que temos:
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:
Para deixar a eficiência em porcentagem, multiplicamos por 100:
Resposta
A eficiência da máquina é de aproximadamente 30,92% e o trabalho realizado por ciclo é de 16,2 kJ.