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 L=5 times 10^4 J / g. 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:
  1. A eficiência do motor.
  2. 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 ( eta = ( WQabsorvido ) times 100% ) 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:
eta = ( 1.000 , J5.000 , J ) times 100%
Calculando isso:
eta = ( 0,2 ) times 100% = 20%
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 ( m = QconsumidoL ) 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:
m = 5.000 , J5 times 10^4 , J/g
Calculando isso:
m = 5.00050.000 = 0,1 , g
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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