Um moto automotivo realiza, por ciclo, 1.000 J de trabalho para cada 5.000 J de calor consumidos. O calor é obtido pela queima de combustível que possui
. Qual a eficiência do motor? Qual a massa de combustível consumida em cada ciclo?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um motor que, a cada ciclo, realiza 1.000 J de trabalho usando 5.000 J de calor consumido. Esse calor vem da queima de um combustível que libera
quando queimado. Precisamos descobrir duas coisas:
- A eficiência do motor.
- A massa de combustível consumida em cada ciclo.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a eficiência de um motor térmico e a relação entre energia liberada e massa de combustível.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a eficiência do motor. A eficiência (
) de um motor térmico é a relação entre o trabalho útil realizado (
) e o calor absorvido (
).
A fórmula é:
Aqui,
e
.
Passo 3
Vamos substituir os valores na fórmula da eficiência:
Calculando isso:
Então, a eficiência do motor é de 20%.
Passo 4
Agora, vamos calcular a massa de combustível consumida em cada ciclo. Sabemos que o calor consumido (
) é de 5.000 J e que a energia liberada por grama de combustível queimada é
.
A fórmula para encontrar a massa (
) é:
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Calculando isso:
Portanto, a massa de combustível consumida em cada ciclo é de 0,1 gramas.
Resposta
A eficiência do motor é de 20% e a massa de combustível consumida em cada ciclo é de 0,1 gramas.
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