Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 20.6 - Ex. 40
Qual deve ser o trabalho realizado por um refrigerador de Carnot para transferir na forma de calor de uma fonte de calor a para uma fonte de calor a , uma fonte a para uma a , de uma fonte a para uma a e uma fonte a para uma a .
Passo 1
O problema fornece o valor da transferência de calor e pergunta o trabalho realizado em diversas máquinas, dando as temperaturas dos reservatórios. Então devemos encontrar uma relação entre essas duas quantidades.
Passo 2
Pelo coeficiente de desempenho, temos:
Por outro lado, também temos:
E assim podemos igualar essas duas relações e encontrar uma terceira:
E isolando o trabalho teremos:
Pronto! Agora basta aplicar essa relação para cada par de temperaturas fornecidas. Mas cuidado! Essas temperaturas devem estar na escala KELVIN! Bora lá?
Passo 3
Para as temperaturas e temos:
Passo 4
Para as temperaturas e temos:
Passo 5
Para as temperaturas e temos:
Passo 6
Para as temperaturas e temos:
Ou seja, quanto maior a diferença entre as temperaturas dos reservatórios, maior será o “preço” energético a ser pago.