A cada ciclo de funcionamento, o motor de um certo automóvel retira 40 kJ do compartimento da fonte quente, onde se dá a queima do combustível, e realiza 10 kJ de trabalho. Sabendo que parte do calor retirado da fonte quente é dispensado para o ambiente (fonte fria) a uma temperatura de
, qual seria a temperatura no compartimento da fonte quente se esse motor operasse segundo o ciclo de Carnot?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado dá um motor que retira
da fonte quente, realiza trabalho
e rejeita o restante para a fonte fria a
. Pede-se a temperatura da fonte quente se o ciclo fosse reversível (ciclo de Carnot). Vamos usar a definição de eficiência de Carnot.
Passo 2
A eficiência real do motor é
Para o ciclo de Carnot valeria
onde as temperaturas estão em kelvin.
Passo 3
Convertendo a temperatura da fonte fria para kelvin:
Passo 4
Igualando
a
:
Passo 5
Convertendo
de kelvin para graus Celsius:
Resposta
(a)