Um motor térmico recebe 1200 calorias de uma fonte quente mantida a e transfere parte dessa energia para o meio ambiente a . Qual o trabalho máximo, em calorias, que se pode esperar desse motor?

Passo 1

Vamos entender o problema! Temos um motor térmico que recebe 1200 calorias de uma fonte quente a e transfere parte dessa energia para o meio ambiente a . Nosso objetivo é descobrir qual é o trabalho máximo, em calorias, que esse motor pode produzir. Para isso, vamos usar os conceitos de eficiência de um motor térmico, especificamente a eficiência máxima dada pelo Ciclo de Carnot.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, pois na termodinâmica usamos a escala Kelvin. A fórmula para converter Celsius para Kelvin é .
Portanto:

Passo 3

Agora, vamos calcular a eficiência máxima do motor usando a fórmula da eficiência de Carnot:
Substituindo os valores:

Passo 4

Com a eficiência conhecida, podemos calcular o trabalho máximo que o motor pode realizar. A eficiência é definida como a relação entre o trabalho realizado ( ) e o calor absorvido da fonte quente ( ):
Rearranjando para encontrar :
Substituindo os valores:

Resposta

O trabalho máximo que se pode esperar desse motor é de aproximadamente 487,2 calorias.

Exercícios relacionados

De acordo com a primeira lei da termodinâmica se, durante um processo isotérmico sofrido por um gás ideal de massa fixa o gás libera uma quantidade de calor cujo módulo é de 50 cal então a variação de energia interna e o trabalho realizado pelo gás neste processo são, respectivamente:
Enquanto se expande, um gás recebe o calor e realiza o trabalho . Ao final do processo, podemos afirmar que a energia interna do gás
a) aumentou 170 J.
b) aumentou 100 J.
c) aumentou 30 J.
d) diminuiu 70 J.
e) diminuiu 30 J.
Calcule o valor da variação de entropia quando ao se aquecer 3, 5 mol de um gás ideal monoatômico de a a pressão constante.
Estime a variação de entalpia da reação entre o iodo-etano, na fase gás, e o vapor de água: