Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 20.Exercício - Ex. 5
Certa usina termelétrica alimentada por reação nuclear produz uma potência mecânica (usada para operar um gerador elétrico igual a . Sua taxa de absorção de calor do reator é igual a . a) Qual é a eficiência térmica? b) Com que taxa o calor é rejeitado?
Passo 1
a) Podemos calcular a eficiência térmica da usina através da razão entre o trabalho que essa usina produz e o calor que é fornecido para ela:
Mas o enunciado deu para a gente apenas a potência, que é o mesmo que a energia ou o calor por segundo. Vamos então multiplicar e dividir a equação de eficiência para podermos relacionar as grandezas de trabalho e calor com potencia:
Agora podemos substituir os valores dados na questão:
Essa será a eficiência da usina.
Passo 2
b) O calor rejeitado pode ser calculado através da diferença entre o calor fornecido e o trabalho gerado pela usina:
Usando a mesma ideia de antes para relacionarmos energia e calor com potência:
Ficamos com:
Que é a taxa de calor rejeitada.