a) Uma máquina térmica realiza 200 J de trabalho por ciclo ao

exaurir 600 J de calor ao reservatório frio. Qual é o rendimento

térmico da máquina?

b. Uma máquina de Carnot com temperatura do reservatório

quente de 400ºC tem o mesmo rendimento térmico. Qual é a

temperatura do reservatório frio em ºC?

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:

η = W Q q

Passo 2

Sabendo que a soma do trabalho realizado com o calor expelido deve ser o calor total que entra no sistema, teremos:

Q q = 200 + 600 = 800   J

Assim o rendimento seria:

η = 200 800 = 25 %

Passo 3

B) Sabemos que a eficiência de uma máquina térmica é dada pela equação:

η = 1 - T f T q

Para η = 25 % e T q = 400 ° C = 673   K , podemos descobrir a T f :

T f 673 = 1 - 0.25

T f = 0.75 ⋅ 673 =   504.75   K

Resposta

T f =   504.75   K = 231.75   ° C

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