Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 20.Problemas - Ex. 39
Uma máquina de Carnot cujo reservatório frio está a possui eficiência de .um engenheiro recebeu a tarefa de fazer a eficiência a aumentar para . a) De quantos graus Celsius a temperatura do reservatório quente deve aumentar, se a temperatura do reservatório frio permanece constante? b) De quantos graus Celsius a temperatura da fonte fria deve diminuir mantendo a temperatura da fonte quente?
Passo 1
a) Primeiro a gente calcula a temperatura do reservatório quente coma eficiencia de depois calculamos para o caso com eficiencia de e fazemos a diferença. Usando a equação da eficiencia para a maquian de Carnot:
Substituindo o caso de e a temperatura do reservatório frio dada pelo enunciado:
E agora substituindo de eficiência:
Fazendo a diferença entre as temperaturas:
Ou seja, o engenheiro precisa aumentar em a temperatura do reservatório quente para que a eficiência da máquina suba para o valor pedido.
Passo 2
b) Para esse caso, vamos usar a temperatura do reservatório quente que encontramos para a eficiência de 40% e usamos a eficiencia de para encontrarmos a nova temperatura do reservatório frio:
E fazendo a diferença:
Precisamos diminuir de temperatura do reservatório frio para aumentar a eficiência pro valor de .