Uma máquina térmica baseada no ciclo de Carnot realiza um trabalho de 2,5kJ por ciclo e tem um rendimento de . Calcule e para um ciclo. .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma máquina térmica que segue o ciclo de Carnot, que faz 2,5 kJ de trabalho por ciclo com um rendimento de 45%. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto de calor ela absorve do reservatório quente ( ) e quanto libera para o reservatório frio ( ). Para isso, vamos usar alguns conceitos de termodinâmica, principalmente sobre eficiência de máquinas térmicas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como calcular a eficiência ( ) de uma máquina térmica. A eficiência é a razão entre o trabalho realizado ( ) e o calor absorvido do reservatório quente ( ). A fórmula é:
Aqui, sabemos que e kJ. Vamos usar essa fórmula para encontrar .

Passo 3

Rearranjando a fórmula para encontrar , temos:
Substituindo os valores:
Então, a máquina absorve aproximadamente 5,56 kJ de calor do reservatório quente.

Passo 4

Agora, vamos encontrar o calor liberado para o reservatório frio ( ). Sabemos que a diferença entre o calor absorvido e o calor liberado é o trabalho realizado:
Rearranjando para encontrar :
Substituindo os valores que já temos:
Então, a máquina libera aproximadamente 3,06 kJ de calor para o reservatório frio.

Resposta

e .

Exercícios relacionados

Os valores das entalpias padrão de combustão a do e são, respectivamente, e . Calcular a entalpia padrão da seguinte reação de hidrogenação, a . Dados: ; . R.: .
Com os dados, a 298K: ; form. , calcule: a) a entalpia de solução do e b) a entalpia de formação do . R.: a) b) .
Calcule quando um cubo de gelo de 10 g , a , é adicionado a 50 g de água, a , em um recipiente adiabático. Dados: fusão ãá.
Avaliar a variação de entropia para 2,0 mols de gás ideal monoatômico ( ) na seguinte transformação: . R.: .