• Matéria: Química
  • Autor: pamelaabreu2
  • Perguntado 8 anos atrás

Uma máquina térmica é considerada de Carnot quando trabalha com a máxima eficiência e funciona em sistemas fechados. Uma máquina térmica tem muitas aplicações, um dos mais importantes é na geração de energia elétrica.

Um processo de geração de energia baseada numa máquina térmica, absorve energia da fonte quente que está a 250°C para produzir vapor numa caldeira. Após, o vapor produzido movimenta as hélices da turbina gerando trabalho de 1250 kJ. Logo o calor é removido para a fonte fria que está a 18°C e consiste em água. Determine qual será a máxima eficiência e o calor retirado na fonte quente.

Respostas

respondido por: ArthurPDC
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O rendimento de uma máquina térmica pode ser expresso por:

\eta=\dfrac{W}{Q_Q}~~(i),

onde W é o trabalho realizado e Q_Q é o calor fornecido pela fonte quente. Numa máquina que realiza um Ciclo de Carnot, podemos dizer também que:

\eta_{Carnot}=1-\dfrac{T_F}{T_Q},

onde T_F é a temperatura da fonte fria e T_Q é a temperatura da fonte quente (ambas em Kelvin).

Como a máquina descrita no enunciado atende a um ciclo desse tipo, podemos dizer:

\eta=\eta_{Carnot}\\\\
\eta=1-\dfrac{T_F}{T_Q}\\\\
\eta=1-\dfrac{(18+273)~K}{(250+273)~K}\\\\
\eta\approx 1-0,5564\\\\
\eta\approx 0,4436\\\\
\boxed{\eta\approx 44,36\%}

Agora, para encontrarmos o calor da fonte quente, vamos voltar à equação (i):

\eta=\dfrac{W}{Q_Q}\\\\
0,4436\approx\dfrac{1250~kJ}{Q_Q}\\\\
\boxed{Q_Q\approx2817,85~kJ}\\\\
respondido por: guilhermeferreira0
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