Uma máquina de Carnot operando entre reservatórios de energia

com temperaturas 300 K e 500 K produz uma potência de saída de

1000 W.

Quanto valem (a) o rendimento térmico da máquina, (b) a

taxa de entrada de calor na mesma, em W, e (c) a taxa de saída de

calor da máquina. em W?

Passo 1

Opa galeeeeera! Hoje vamos entender um pouco mais sobre o rendimento de uma máquina de Carnot.

A) Sabemos que a eficiência máxima de uma máquina térmica no ciclo de Carnot é dada pela equação:

η max ⁡ = 1 - T f T q = 1 - 300 500 = 40 %

Passo 2

B) Podemos calcular a eficiência a partir da potência de entrada e de saída da máquina:

η = P s a i d a P e n t r a d a

Assim podemos descobrir a taxa de entrada:

0.40 = 1000 P e n t r a d a → P e n t r a d a = 2500   W

Passo 3

C) Sabemos que a energia se conserva, essa conservação também pode ser estendida para o conceito de potência. Já que essa potencia não é, nada mais, nada menos do que energia por segundo.

Logo a potencia que entra tem que ser a potência útil de saída mais a potencia desperdiçada (devida a geração de calor):

2500 = 1000 + P c a l o r

P c a l o r = 1500   W

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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