Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 20.Exercício - Ex. 22
Uma máquina térmica de Carnot usa um reservatório quente que consiste em uma grande quantidade de água fervente e um reservatório frio formado por um grande tanque de gelo e água. Em 5 minutos de funcionamento, o calor rejeitado pela máquina derrete de gelo. Durante esse tempo, quanto trabalho é realizado pela máquina?
Passo 1
O calor rejeitado pela máquina térmica é que foi usado para derreter o gelo, então podemos usar a equação de calor latente para o derretimento do gelo:
Além disso, como o enunciado fala de reservatório de água fervente e água e gelo, podemos supor que as temperaturas dos reservatórios são os pontos de ebulição e fusão da água e usar a equação do ciclo de Carnot:
E substituir usando a diferença entre o calor absorvido e o calor rejeitado na equação do trabalho para a máquina térmica:
Ficando:
Passo 2
Agora basta isolar :
E substituir a equação de calor latente:
Passo 3
Pronto, usando , a massa dada e as temperaturas:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)