Uma máquina térmica de Carnot executa 98 ciclos para erguer 10 kg de massa a 1 O m de altura. Ela rejeita 15 J de calor a cada ciclo para urn reservatório frio a OºC. Qual é a temperatura do reservatório quente?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

Suponha que o gás seja monoatômico.

Temos T C = 273 K   e   Q C = 15 J por ciclo.

Para 98 ciclos,

W fora   = m g h = 10 k g 9.8 k g m 2 10 m = 9800 J

Para um ciclo, isso seria W fora   = 100 J .

Faça o cálculo para um ciclo,

Q H = W f o r a + Q c = 100 J + 15 J = 115 J

Passo 2

Para um ciclo C de Carnot η Camot  = 1 - T C T H   , mas isso também deve ser igual a η = 1 - Q C Q H , então Q C Q H = T C T H ,

T H = T C Q H Q C = 273 K 115 J 15 J = 2093 K ≈ 2100 K

Resposta

2100 K

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