Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 20.Problemas - Ex. 38
Você está projetando uma máquina de Carnot com 2 moles de como substância de trabalho; o gas pode ser considerado ideal. O gas precisa ter uma temperatura máxima de e uma pressão máxima de . Com o fornecimento de calor de por ciclo, você quer de trabalho útil. a) Ache a temperatura do reservatório frio. b) Quantos ciclos a máquina precisa efetuar para derreter completamente um bloco de gelo de originalmente a sando a penas o calor rejeitado pela máquina?
Passo 1
a) O enunciado deu para a gente a temperatura do reservatório quente, o calor absorvido e o trabalho, para encontrarmos a temperatura do reservatório frio, vamos precisar usar a equação do ciclo de Carnot:
Mas como não temos o calor rejeitado pela máquina, vamos calcular ele usando o trabalho. O calor absorvido é a diferença entre o trabalho e o calor rejeitado pela máquina:
Substituindo os valores e isolando :
Agora isolamos e substituímos os valores na equação do ciclo de Carnot:
Passo 2
b) Como calculamos o calor rejeitado no item anterior, basta calcularmos o calor necessário para derreter o bloco de gelo:
E então dividir esse valor pelo valor do calor rejeitado por ciclo:
Para calcularmos o número de ciclos.