Uma máquina térmica opera entre duas fontes térmicas a 400 Ke 300 K . Qual o máximo rendimento teórico que essa máquina pode atingir?
Passo 1
Então, temos um problema de termodinâmica aqui! Vamos descobrir qual é o rendimento máximo que uma máquina térmica pode alcançar quando ela está operando entre duas fontes de calor, uma a 400 K e outra a 300 K. Para isso, vamos usar o conceito de eficiência de Carnot, que nos ajuda a calcular o rendimento ideal dessa máquina.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar qual é a fórmula da eficiência de Carnot. Ela nos diz qual é o rendimento máximo possível para uma máquina térmica operando entre duas temperaturas. A fórmula é:
Aqui,
é a eficiência,
é a temperatura da fonte fria, e
é a temperatura da fonte quente. Importante: as temperaturas devem estar em Kelvin.
Passo 3
No nosso caso, a máquina está operando entre duas fontes térmicas com as seguintes temperaturas:
- Fonte quente (
) = 400 K - Fonte fria (
) = 300 K
Passo 4
Vamos substituir esses valores na fórmula da eficiência de Carnot:
Passo 5
Agora, é só fazer as contas:
Convertendo para porcentagem, temos que a eficiência é de 25%.
Resposta
O máximo rendimento teórico que essa máquina pode atingir é de 25 %.
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