( 20,0 pontos) Uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot recebe 2000 kJ por hora de calor de uma fonte quente cuja temperatura é de
e rejeita para uma fonte fria cuja temperatura é de
.
a)( 10,0 pontos) Determinar a eficiência da máquina térmica.
b)( 10,0 pontos) Verificar e responder se essa máquina térmica tem capacidade para acionar um equipamento que necessita de 950 kJ por hora de trabalho para funcionar.
a)( 10,0 pontos) Determinar a eficiência da máquina térmica.
b)( 10,0 pontos) Verificar e responder se essa máquina térmica tem capacidade para acionar um equipamento que necessita de 950 kJ por hora de trabalho para funcionar.
Passo 1
O enunciado fornece uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot que recebe
de calor de uma fonte quente a
e rejeita para uma fonte fria a
. As tarefas são: (a) determinar a eficiência
; (b) verificar se o trabalho gerado por hora é suficiente para acionar um equipamento que exige
.
Passo 2
Para o ciclo de Carnot, a eficiência é dada por
onde
e
são as temperaturas absolutas (em kelvin) da fonte quente e fria. Portanto, primeiro convertemos as temperaturas de graus Celsius para kelvin.
Passo 3
Convertendo as temperaturas:
Logo,
Passo 4
O trabalho por hora
produzido pela máquina é
Passo 5
Comparando a potência disponível
com a exigida
, vemos que
logo a máquina não tem capacidade suficiente para acionar o equipamento.
Resposta
(a)
.
(b) Trabalho disponível , insuficiente para
.
(b) Trabalho disponível