19. Uma máquina térmica de Carnot recebe de
uma fonte quente 1 000 cal por ciclo. Sendo as
temperaturas das fontes quente e fria,
respectivamente, 127ºC e 427ºC, determinar:
a) o rendimento da máquina;
b) o trabalho, em joules, realizado pela máquina
em cada ciclo;
c) a quantidade de calor, em joules, rejeitada
para a fonte fria.
Respostas
2 respostas · Física
Melhor resposta
a) Considere que:
T1 = temperatura absoluta (em Kelvin) da fonte quente;
T2 = temperatura absoluta da fonte fria.
Transformação das temperaturas na escala absoluta:
T1 = 427 + 273 = 700 K
T2 = 127 + 273 = 400 K
Cálculo do rendimento máximo ηmáx:
O rendimento η de uma máquina térmica que opera em ciclos de Carnot é máximo e é calculado pela seguinte expressão:
ηmáx = (T1 - T2) / T1
ηmáx = (700 - 400) / 700
ηmáx = 3/7
ηmáx = 0,43 (aproximadamente)
b) Cálculo do trabalho T:
Como o rendimento de uma máquina térmica é dado pela razão entre o seu trabalho realizado pelo calor recebido da fonte quente Q1, vem que:
η = T/Q1
T = Q1.η
T = 1000 . 0,43
T = 430 cal
ou
T = 1800 J
a) Podemos afirmar que rendimento da máquina é de 43%.
- Para responder, use:
T1 = temperatura absoluta da fonte quente;
T2 = temperatura absoluta da fonte fria.
- Transformação das temperaturas para a escala absoluta:
T1 = 427 + 273 = 700 K
T2 = 127 + 273 = 400 K
- Cálculo do rendimento máximo da máquina de calor ηmáx:
O rendimento η de uma máquina térmica que opera em ciclos de Carnot é máximo e está de acordo com a expressão:
ηmáx = (T1 - T2) / T1
ηmáx = (700 - 400) / 700
ηmáx = 3/7
ηmáx≅ 0,43
b) O trabalho é de 1800 Joules.
Como o rendimento de uma máquina térmica é dado pela razão entre o seu trabalho realizado pelo calor recebido da fonte quente Q1, vem que:
η = T/Q1
T = Q1.η
T = 1000 . 0,43
T = 430 cal
ou
T = 1800 J
c) A quantidade de calor, em joules, rejeitada é de 1800 J.
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