O refrigerador é reversível e pode operar como máquina térmica (Qq=8 kJ e Qf=5 kJ). Qual a sua eficiência?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um refrigerador que é reversível, ou seja, ele pode funcionar tanto como um refrigerador quanto como uma máquina térmica. A gente tem dois valores: e . Nosso objetivo aqui é calcular a eficiência dessa máquina térmica. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre termodinâmica, especificamente sobre eficiência de máquinas térmicas e como a energia é transferida nessas operações.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que cada termo significa. Em uma máquina térmica:
  • W = Qq - Qf representa a quantidade de calor absorvida da fonte quente.
  • representa a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria.
  • O trabalho realizado pela máquina ( ) é a diferença entre o calor absorvido e o calor rejeitado.
Então, temos:

Passo 3

Vamos calcular o trabalho realizado pela máquina usando os valores fornecidos:
W = Qq - Qf = 8 , kJ - 5 , kJ = 3 , kJ

Passo 4

Agora, para encontrar a eficiência ( eta = WQq ) da máquina térmica, usamos a fórmula:
A eficiência nos mostra qual a fração da energia absorvida que foi convertida em trabalho.

Passo 5

Substituindo os valores que já calculamos:
eta = 3 , kJ8 , kJ = 0,375

Passo 6

Para expressar a eficiência em porcentagem, multiplicamos o valor decimal por 100:
eta = 0,375 times 100 = 37,5%

Resposta

A eficiência da máquina térmica é de 37,5%.

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