Em um processo térmico uma quantidade de 4kJ de calor são fornecidos pela fonte quente para o início do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho envolvido no processo (considere positivo a quantidade de energia que sai no processo).
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um processo térmico onde 4 kJ de calor são fornecidos por uma fonte quente e 780 J passam para uma fonte fria. O objetivo é descobrir qual é o trabalho envolvido nesse processo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente a Lei da Conservação da Energia aplicada a ciclos térmicos.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a Primeira Lei da Termodinâmica, que basicamente diz que a energia total de um sistema isolado permanece constante. Em termos de processos térmicos, isso significa que o calor fornecido ao sistema menos o calor que sai do sistema é igual ao trabalho realizado pelo sistema. A fórmula fica assim:
Onde:
- $ W $ é o trabalho realizado,
- $ Q_h $ é o calor fornecido pela fonte quente,
- $ Q_c $ é o calor que vai para a fonte fria.
Passo 3
Agora, vamos colocar os valores que temos na fórmula. Primeiro, vamos converter todas as unidades para joules (J) para facilitar:
- $ Q_h = 4 kJ = 4000 J $
- $ Q_c = 780 J $
Substituindo na fórmula:
Passo 4
Fazendo a conta:
Resposta
O trabalho envolvido no processo é de 3220 J.