Uma máquina térmica realiza 10 J de trabalho por ciclo e exaure 15 J de calor residual durante cada ciclo.
a. Qual é o rendimento térmico da máquina?
b. Se a temperatura do reservatório frio é 20ºC, qual é a temperatura mínima possível em ºC do reservatório quente?
Passo 1
Opa galeeeeera! Hoje vamos entender um pouco mais sobre o rendimento de uma máquina de Carnot.
A) O rendimento de uma máquina térmica é definido pelo quanto de trabalho ele consegue entregar, para a quantidade de calor total fornecida:
Passo 2
Sabendo que a soma do trabalho realizado com o calor expelido deve ser o calor total que entra no sistema, teremos:
Assim o rendimento seria:
Passo 3
B) Sabemos que a eficiência máxima de uma máquina térmica é a eficiência do ciclo de Carnot é dada pela equação:
Sabemos que então:
Convertendo de volta para °C: