Question

Uma máquina térmica utiliza o calor fornecido por uma fonte para realizar trabalho. Nos motores de automóvel a mistura gasolina-ar atua como substância de trabalho. A temperatura máxima atingida pela explosão do combustível no interior de um cilindro pode variar em função de diferentes fatores. Podemos considerar que em um determinado motor a mistura gasolina-ar atinja TQ = 1200 K após a combustão e que a temperatura do meio ao redor dos cilindros desse motor seja TF = 400 K. Qual seria o rendimento máximo para uma máquina que opera entre essas temperaturas?

Answer 1

O rendimento máximo será de 67%.

Uma máquina térmica opera recebendo calor da fonte quente e cedendo calor à fonte de resfriamento.

A relação entre o calor recebido e cedido e as temperaturas das fontes quente e fria se dá pela seguinte expressão -

Q2/Q1 = T2/T1

Assim podemos calcular o rendimento de uma máquina térmica de Carnot por meio da equação que segue abaixo-

n = 1 - T2/T1

Onde,

T2 = temperatura absoluta da fonte de resfriamento

T1 = temperatura absoluta da fonte de aquecimento

n = 1 - 400/1200

n = 1 - 1/3

n = 3 - 1/3

n = 2/3

n = 0,67

n = 67%