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.
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: