56 A temperatura máxima alcançada num tipo de coletor de energia solar é 100°C. A energia coletada deve ser utilizada como fonte térmica num ciclo motor. Qual é o máximo rendimento térmico do motor se a temperatura do meio for igual a 10°C? O que aconteceria, se o coletor fosse projetado para concentrar a energia de modo que a temperatura máxima fosse alterada para 300 °C?

Passo 1

Bom... essa é uma questão de máquinas térmicas, né. E quando ele pede o máximo rendimento já pensamos em quê??? Ciclo de Carnot.

ε C a r n o t = 1 - T L T H

E é só isso que a gente vai usar.

Passo 2

Para o primeiro caso: (já vamos mudando a temperatura pra Kelvin: T K = T C + 273,15 )

T L = 10 + 273,15  

T L = 283,15   K

T H = 100 + 273,15

T H = 373,15

E daí calculamos o rendimento:

ε C a r n o t = 1 - 283,15   373,15

ε C a r n o t = 0,241

Passo 3

Para o segundo caso

T L = 10 + 273,15  

T L = 283,15   K

T H = 300 + 273,15

T H = 573,15

E daí calculamos o rendimento:

ε C a r n o t = 1 - 283,15   573,15

ε C a r n o t = 0,506

Resposta

ε C a r n o t = 0,241

ε C a r n o t = 0,506

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