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.