Question

18. Uma indústria resolve adquirir uma máquina térmica, cujo combustível é um gás. A cada ciclo essa máquina térmica, absorve calor de uma fonte quente, realiza trabalho mecânico e libera calor para uma fonte fria. A cada ciclo essa máquina realiza um trabalho de 3,0.104 J com um rendimento de 65%. Quais são os valores do calor da fonte quente, calor da fonte fria e a variação da energia interna do gás? PRECISO DAS CONTAS URGENTEE

Answer 1

Resposta:

Q = 46153,85 J (aproximadamente)

|Qf| = 16153,85 J (aproximadamente)

ΔU = 16153,85 J

Explicação:

O rendimento de uma máquina térmica é calculado pela razão τ/Q (onde Q é a energia (calor) cedida pela fonte quente e τ é o trabalho realizado pela máquina), assim temos:

0,65 = (3 . 10^4)/Q

Q = (3 . 10^4)/0,65

Q = 46153,85 J (aproximadamente)

O rendimento também pode ser calculado por 1 - (|Qf| / Q); onde Qf é o calor da fonte fria, assim temos:

0,65 = 1 - (|Qf| / 46153,85)

(|Qf| / 46153,85) = 1 - 0,65

|Qf| = 0,35 x 46153,85

|Qf| = 16153,85 J (aproximadamente)

A variação da energia interna do gás ΔU pode ser calculada pela primeira lei da termodinâmica: Q = τ + ΔU. Assim temos:

46153,85 = 3 . 10^4 + ΔU

ΔU =  46153,85 - 3 . 10^4

ΔU = 16153,85 J

Obs: em máquinas térmicas, a variação da energia interna do gás equivale ao calor cedido para a fonte fria.