Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 20.2 - Ex. 32
Uma máquina de Carnot é projetada para realizar um certo trabalho por ciclo. Em cada ciclo, uma energia na forma de calor é transferida para a substância de trabalho da máquina a partir da fonte quente, que está a uma temperatura ajustável . A fonte fria é mantida à temperatura . A figura abaixo mostra o valor de em função de . A escala do eixo vertical é definida por . Se é ajustada para , qual é o valor de ?
Passo 1
Primeiro vamos determinar o valor de para o ciclo dessa máquina.
Das duas representações de eficiência, podemos ter uma relação entre o trabalho, o calor da fonte quente e as temperaturas:
Olhando no gráfico, podemos pegar os valores de e . Agora podemos determinar o trabalho, saca só (ah! Lembra que a temperatura da fonte fria se mantém constante!):
Passo 2
Agora vamos determinar quanto vale se a temperatura da fonte quente for .
Vamos usar a mesma fórmula do passo anterior:
Só que agora queremos . O trabalho vai ser o mesmo do passo anterior, já que o enunciado diz que essa máquina tem que realizar um certo trabalho .