Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 20.3 - Ex. 44
Durante cada ciclo, uma máquina de Carnot absorve na forma de calor de uma fonte quente a , com a fonte fria a . Qual é o trabalho realizado por ciclo? A máquina é operada no sentido inverso para funcionar como refrigerador de Carnot entre as mesmas fontes. Que trabalho é necessário, durante um ciclo, para remover da fonte fria na forma de calor?
Passo 1
Na letra temos uma máquina de Carnot e é dado o calor absorvido na fonte quente e as temperaturas das fontes quente e fria, ( respectivamente).
Assim, o trabalho realizado por ciclo, pode ser dado através das duas formas de representação da eficiência :
Isolando no lado esquerdo temos:
Substituindo os valores que temos:
Passo 2
(b) Agora na ordem inversa, vamos usar o coeficiente de desempenho ao invés do rendimento, beleza?
Temos que o coeficiente de desempenho é dado por:
O calor retirado da fonte fria é e as temperaturas são as mesmas. Assim o trabalho é:
Beleza?? Acabamos!