Exercícios Resolvidos de Ciclo de Carnot

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentos de Física, volume 2 , 8º ed. Rio de Janeiro: LTC , 2008, pp 269. x-y 23

Uma máquina de Carnot tem uma eficiência de 22,0 % . Ela opera entre duas fontes de calor de temperatura constante cuja diferença de temperatura é 75,0 ° C . Qual é a temperatura a da fonte fria e b   da fonte quente?

Passo 1

A eficiência de um ciclo de Carnot, é dada pela fórmula

ε = 1 - T F T Q

Podemos reescrever isso, assim

ε = T Q - T F T Q

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Passo 2

b   Primeiro vamos descobrir a temperatura da fonte quente. Para descobrirmos a temperatura da fonte quente, vamos substituis os valor que temos

ε = 0,22

T Q - T F = 75 ° C = 75   K

Lembre-se que a temperatura deve ser em kelvin, e que a variação em celsius é igual a variação em kelvin

Assim temos que

0,22 = 75 T Q

T Q = 75 0,22

T Q = 341   K

Passando para Celsius

T Q = 341 - 273 = 68 ° C

Passo 3

a     Agora conseguimos facilmente descobrir o valor da temperatura da fonte fria, pois temos que

T Q - T F = 75 ° C = 75   K

Substituindo o valor de T Q

68 - T F = 75

T F = - 7 ° C  

Resposta

a   T F = - 7 ° C  

b T Q = 68 ° C

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