-26 Uma máquina de Carnot absorve 52 kJ na forma de calor e rejeita 36 kJ na forma de calor em cada ciclo. Calcule (a) a eficiência da máquina e (b) o trabalho realizado por ciclo em quilojoules.

Passo 1

O enunciado nos diz que a máquina de Carnot recebe Q_{h}=52,kJ de calor quente e rejeita Q_{c}=36,kJ de calor frio em cada ciclo. Queremos (a) a eficiência térmica \eta e (b) o trabalho W realizado por ciclo. Vamos usar a primeira lei da termodinâmica para motores térmicos, segundo a qual
W = Q_{h} - Q_{c}
e a definição de eficiência
\eta = \frac{W}{Q_{h}}.

Passo 2

Para achar o trabalho por ciclo, aplicamos
W = Q_{h} - Q_{c} = 52 - 36 = 16\\ \text{kJ}.
Isso é só subtrair o calor rejeitado do calor absorvido.

Passo 3

Agora, calculamos a eficiência usando
\eta = \frac{W}{Q_{h}} = \frac{16}{52} \approx 0,3077.
Convertendo para porcentagem,
\eta \approx 30,77\%.

Resposta

(a) \displaystyle \eta \approx 30{,}77\%.
(b) \displaystyle W = 16\\ \text{kJ}.

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