Exercícios Resolvidos de Máquinas Térmicas e Refigeradores

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Enunciado

Um motor Diesel produz 2200   J de trabalho mecânico e rejeita 4300   J de calor em cada ciclo.

  1. Qual deve ser a quantidade de calor a ser fornecida para a máquina em cada ciclo?
  2. Qual é a eficiência térmica da máquina?

Passo 1

Vamos pra mais uma?!

Bom, já sabemos que as máquinas térmicas são aquelas capazes de converter o calor que recebem da fonte quente em trabalho, liberando uma parte desse calor para a fonte fria, certo?

Vamos dar mais uma olhada na figura que representa uma máquina térmica:

Então, por conservação de energia nós obtemos que:

Q q = W + Q f

Se já sabemos isso, conseguimos responder a letra (a), certo?

As informações que foram dadas são

W = 2200   J

Q f = 4300   J

Substituindo para achar o calor fornecido para a máquina:

Q q = 2200   J + 4300   J

Q q = 6500   J

A letra (a) foi molezinha, não foi?!

Então bora seguir pra (b) !!

Passo 2

A letra (b) quer a eficiência dessa máquina, não é?

Como a máquina não pode converter 100 % do calor em trabalho, precisamos saber qual a sua eficiência, ou seja, quanto do calor ela consegue converter em trabalho !!

Matematicamente podemos escrever a eficiência como:

ε = W Q q

Substituindo os dados que já temos:

ε = 2200   J 6500   J

ε = 0,34  

Para transformar em porcentagem nós multiplicamos por 100 :

ε = 0,34 × 100 %

ε = 34 %

E assim nós finalizamos esta questão !!

Resposta

  1. Q q = 6500   J
  2. ε = 34 %