O motor de uma segadeira produz 18 HP , usando a potência de 40 kW , transferida do combustível queimado. Encontre a eficiência térmica e a taxa de transferência de calor rejeitada para o ambiente

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um motor de segadeira que tá produzindo 18 HP (horsepower) usando uma potência de 40 kW que vem do combustível queimado. Nosso objetivo aqui é descobrir duas coisas: a eficiência térmica do motor e a quantidade de calor que ele está jogando pro ambiente. Para resolver isso, vamos precisar entender de conversão de unidades, eficiência energética e como calcular a taxa de transferência de calor.

Passo 2

Primeiro, vamos converter os 18 HP para quilowatts (kW), porque a potência que a gente tem está em kW e fica mais fácil comparar. Sabia que 1 HP é aproximadamente igual a 0,7457 kW? Então:
18 , HP times 0,7457 , kWHP = 13,42 , kW

Passo 3

Agora, vamos falar de eficiência térmica. A eficiência ( eta) é basicamente o quanto da energia que a gente colocou no sistema foi útil, ou seja, virou trabalho, comparado com a energia total que foi usada. A fórmula é:
eta = Potência útilPotência total times 100% êúê

Passo 4

Vamos aplicar os valores que temos nessa fórmula. A potência útil é 13,42 kW e a potência total é 40 kW. Então:
eta = 13,42 , kW40 , kW times 100% = 33,55%
Portanto, a eficiência térmica do motor é de aproximadamente 33,55%.

Passo 5

Agora, para encontrar a taxa de transferência de calor que está sendo rejeitada para o ambiente, vamos usar a Lei da Conservação da Energia. Basicamente, a energia total que entra no sistema (40 kW) é igual à energia que foi convertida em trabalho útil (13,42 kW) mais a energia que foi perdida como calor. A fórmula fica assim:
Potência total = Potência útil + Calor rejeitado êêú

Passo 6

Vamos reorganizar essa fórmula para encontrar o calor rejeitado:
Calor rejeitado = Potência total - Potência útil êêú
Substituindo os valores:
Calor rejeitado = 40 , kW - 13,42 , kW = 26,58 , kW

Resposta

A eficiência térmica do motor é de aproximadamente 33,55%, e a taxa de transferência de calor rejeitada para o ambiente é de 26,58 kW.

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