Exercícios Resolvidos de Ciclo de Carnot

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Enunciado

2 - O gás ideal usado em uma máquina de Carnot extrai 1000   J de calor durante a expansão isotérmica a 300   ° C . Que quantidade de calor, aproximadamente, é rejeitado durante a compressão isotérmica a 50   ° C ?

  1. 436   J
  2. 1000   J
  3. 1128   J
  4. 564   J
  5. 872   J

Física 3 - UFF; P2 de 2019.2

Passo 1

Bem, basicamente temos o seguinte: uma máquina que recebe calor de 1000 J , durante uma expansão de uma fonte quente de 300   ° C . Em seguida ele rejeita parte desse calor em para uma fonte fria de 50   ° C . A gente tem que descobrir esse calor que ele rejeita.

O limite de rendimento está atrelado ao rendimento de Carnot:

η C a r n o t = 1 - T f / T q

Onde T f é a temperatura do reservatório frio e T q do quente. Então, como a nossa máquina opera entre 50 ° C (ou 323 K ) e 300 ° C (ou 573 K ) - temperatura do reservatório quente...

η C a r n o t = 1 - 323 573 =

0,436

Ora, o rendimento de Carnot, nos diz em porcentagem, qual seria a energia necessária (dos 1000 J recebido) para fazer o gás sair de 300 ° C e chegar a 50 ° C . Essa energia seria:

1000 ⋅ 0,436 =

436 J

A energia liberada então seria todo o restante que não foi usado nesse processo, ou seja:

1000 - 436 =

564 J

Resposta

Letra D.

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