1. Em um motor térmico ideal – Carnot –, no reservatório térmico a alta temperatura é igual a 180°C. No reservatório térmico a baixa temperatura é igual a 30°C. Qual é o rendimento térmico deste motor?
    a. 0,965.
    b. 0,331.
    c. 0,274.
    d. 0,458.
    e. 0,486.

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um motor térmico ideal, chamado motor de Carnot, que funciona entre dois reservatórios com temperaturas diferentes: um quente a 180°C e outro frio a 30°C. A gente precisa descobrir qual é o rendimento térmico desse motor. Para isso, vamos usar a fórmula do rendimento de Carnot, que envolve as temperaturas dos dois reservatórios.

Passo 2

Primeiro, é importante lembrar que as temperaturas na fórmula do motor de Carnot precisam estar na escala Kelvin. Para converter de Celsius para Kelvin, a gente soma 273,15 à temperatura em Celsius.
Então,
TH = 180°C + 273,15 = 453,15 , K
TL = 30°C + 273,15 = 303,15 , K

Passo 3

Agora, vamos usar a fórmula do rendimento térmico para um motor de Carnot, que é:
eta = 1 - TLTH
Onde:
  • eta é o rendimento térmico
  • TL é a temperatura do reservatório frio
  • TH é a temperatura do reservatório quente

Passo 4

Substituindo os valores que calculamos:
eta = 1 - 303,15453,15 approx 1 - 0,669 approx 0,331

Resposta

O rendimento térmico desse motor é aproximadamente 0,331 (opção b).

Exercícios relacionados