Uma máquina térmica, que realiza o trabalho de encher um balão à pressão de 1,00 atm, absorve 4,00 kJ de um reservatório a 120ºC. O volume do balão aumenta em 4,00 L e o calor é liberado para um reservatório a uma temperatura , onde . Se o rendimento da máquina térmica é 50% do rendimento da máquina de Carnot trabalhando entre estes mesmos dois reservatórios, determine a temperatura .
Passo 1
Bom, queremos a temperatura do reservatório frio, mas como começar?
Vamos usar a informação que temos:
E como se calcula o rendimento para uma máquina de Carnot?
Substituindo no rendimento:
Isolando
Nós sabemos agora como calcular a temperatura, mas não sabemos qual é o rendimento. Então vamos calculá-lo:
Substituindo:
O que nós temos?
Mas não temos o trabalho. Só que este é fácil, à pressão constante:
Transformando:
Agora sim, vamos lançar tudo isso na fórmula da temperatura: