Question

Considere uma máquina trabalhando segundo um ciclo de Carnot, operando com rendimento de 25% e

realizando 1.500 J de trabalho em cada ciclo. Para isso, ela recebe uma quantidade de calor Q1 da fonte

quente e rejeita Q2 para o ambiente, que está à temperatura de 27 °C.

a) Quais os valores de Q1 e Q2?

b) Qual a temperatura da fonte quente?​

Answer 1

Resposta:

a) O calor da fonte quente $Q_H$ pode ser calculado em função da eficiência e do trabalho realizado por:

$W=e*Q_H\\ \\Q_H=\frac{W}{e}=\frac{1500}{0,25}=6000 \ J$

O calor da fonte fria $Q_C$ pode ser calculado em função da eficiência e do calor da fonte quente $Q_H$:

$Q_C=(1-e)*Q_H=(1-0,25)*6000=4500 \ J$

b) A temperatura da fonte fria (ambiente) é $T_C=27 \ ^{o}C = 300 \ K$. Para uma máquina de Carnot, a eficiência é dada por: $e=1-\frac{T_C}{T_H}$. Logo:

$e=1-\frac{T_C}{T_H}\\ \\e-1=-\frac{T_C}{T_H}\\ \\1-e=\frac{T_C}{T_H}\\ \\T_H=\frac{T_C}{1-e}=\frac{300}{1-0,25}=400 \ K=127 \ ^{o}C$