Em uma máquina térmica são fornecidos 3 kJ de calor pela fonte quente para o início do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor passa a realizar trabalho? Qual o rendimento da máquina térmica? Resposta 2220J e 74%
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de máquinas térmicas juntos! O enunciado nos diz que uma máquina térmica recebe 3 kJ de calor da fonte quente e libera 780 J para a fonte fria. Precisamos encontrar o trabalho realizado pela máquina e o rendimento dela. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especialmente sobre a conservação de energia em ciclos térmicos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que em uma máquina térmica, a energia fornecida pela fonte quente (
) é parcialmente liberada para a fonte fria (
) e o restante é convertido em trabalho (
). A relação entre essas quantidades é dada pela primeira lei da termodinâmica, que para ciclos térmicos se expressa como:
Aqui:
-
(convertendo para joules) -
Então, substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular o rendimento (
) da máquina térmica. O rendimento é a eficiência com que a máquina converte o calor fornecido em trabalho. A fórmula para o rendimento é:
Substituindo os valores que já encontramos:
Resposta
O trabalho realizado pela máquina é de 2220 J e o rendimento da máquina térmica é de 74 %.
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.
a) Determine o valor da variação da energia interna do gás. Resposta:
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Em um experimento, um bloco retangular de altura
é colocado para flutuar em quatro líquidos separados. No primeiro líquido, que é a água, o bloco flutua totalmente submerso. Nos líquidos A , B e C, o bloco flutua com altura
e
acima da superfície do líquido, respectivamente. Qual é densidade (massa específica em relação à da água) do líquido B;
Para aquecer 500 g de certa substância de
para
foram necessárias 4000 calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem respectivamente
80cal e 0,16cal
80cal
O calor e fornecido a um corpo deste de uma temperatura
ate uma temperatura final
dado por :
Sabendo que:
Kcal.
b) Sabendo que calcule a capacidade calorifica para
b) Sabendo que