Exercícios Resolvidos de Ciclo de Carnot

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Enunciado

A seguir, estão representadas duas máquinas térmicas (I e II).

a) Qual é o rendimento de cada uma das máquinas?

b) Uma delas corresponde a uma máquina de Carnot. Qual?

Passo 1

Para calcular o rendimento fazemos uma divisão entre o que eu quero pelo que eu gasto, lembrando que são dois motores (é possível perceber isso porque o trabalho “sai” do sistema).

Passo 2

Para motores a eficiência é calculada como

η = W Q H

Para I

η = 200 300 = 66 %

Para II

η = 300 400 = 75 %

Passo 3

Agora existem dois meios de ver se a máquina é de Carnot, o primeiro e mais fácil de lembra é simplesmente calcular a eficiência pela fórmula da eficiência de Carnot e comparar com as do resultado anterior. Onde

η = 1 - T F T L

Para I

η = 1 - 400 1200 = 66 %

Para II

η = 1 - 200 1200 = 83,3 %

Ficou claro que o motor I é um motor de Carnot. Porém existe um jeito bem mais rápido de fazer isso. Basta se ligar na seguinte proporção, que é válida para ciclos de Carnot:

Q L Q H = T L T H

Para I

100 300 = 400 1200

Para II

100 400 ≠ 200 1200

Resposta

a)

η = 66 %

η = 75 %

b) Máquina I

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