Exercícios Resolvidos de Ciclo de Carnot

Ver Teoria

Enunciado

A máquina térmica da figura abaixo poderia ser construída?

  1. Sim.
  2. Não.
  3. Depende do ciclo que a máquina opera.
  4. Depende da temperatura do ambiente ao redor.
  5. Não é possível responder somente com os dados da figura

Passo 1

A ideia aqui é comprar o rendimento da máquina com o rendimento que uma máquina operando no ciclo de Carnot nas mesmas temperaturas teria.

Se o rendimento for menor, tudo certo, a máquina pode ser construída. Caso contrário, a máquina não pode ser construída.

O rendimento da máquina é dado por:

ε m á q u i n a = W Q r e c e b i d o

O trabalho é indicado na figura como a energia que está saindo da máquina, no caso, 60 J . O calor recebido pela máquina é 100 J . Então:

ε m á q u i n a = 60 100 = 0,6 = 60 %

Passo 2

Já a eficiência de Carnot, a gente usa as temperaturas da fonte quente e fria:

ε c a r n o t = 1 - T F T Q = 1 - 300 600 = 1 - 0,5 = 0,5 = 50 %

Opa! Esse valor é menor que o rendimento da máquina! Logo, ela tem um rendimento maior que o rendimento máximo, que seria o rendimento de Carnot. Assim, a máquina não poderá ser construída:

b )

Resposta

b)

Exercícios de Livros Relacionados

Uma máquina de Carnot opera entre as temperaturas 235 ° C e 115 ° C , absorvendo 6,3 . 10 4 J por ciclo na temperatura mais alta. ( a ) Qual é a eficiência da máquina? ( b ) Qual é o trabalho por cicl
Uma máquina de Carnot de 500 W opera entre fontes de calor a temperaturas constantes de 100 ° C e 60 ° C . Qual é a taxa com a qual a energia é ( a ) absorvida pela máquina na forma de calor e ( b ) r
Uma máquina de Carnot trabalha entre dois reservatórios de calor a temperaturas T q = 300 K e T f = 200 K . (a) Qual é o seu rendimento? (b) Se ela absorve 100 J de calor do reservatório quente a cada
Um inventor construiu uma máquina térmica X que, segundo ele, possui uma eficiência e X maior que a eficiência e de uma máquina térmica operando entre as mesmas temperaturas. Suponhamos que a máquina
No ciclo mostrado na Figura 19-19, 1,00 mol de um gás diatômico ideal está inicialmente a uma pressão de 1,00 atm e a uma temperatura de 0,0ºC. O gás é aquecido a um volume constante até T 2=150 º C º