Em cada ciclo de operação, uma máquina remove 150 J de calor de um reservatório a
e rejeita 125 J de calor para outro reservatório a
. (a) Qual a sua eficiência termodinâmica? (b) Qual o rendimento desta máquina?
Passo 1
O enunciado diz que por ciclo a máquina retira
de um reservatório a
e rejeita
para outro a
. O conteúdo aqui é termodinâmica de ciclos de potência: queremos (a) a eficiência termodinâmica de Carnot e (b) o rendimento real da máquina.
Passo 2
Para usar a fórmula de Carnot, primeiro convertemos as temperaturas para Kelvin:
Isso é necessário porque a fórmula de Carnot requer temperaturas absolutas.
Passo 3
A eficiência termodinâmica (Carnot) é dada por
Substituindo os valores:
Passo 4
Pela primeira lei da termodinâmica, o trabalho útil por ciclo é
Passo 5
O rendimento real da máquina é a razão entre o trabalho realizado e o calor absorvido:
Resposta
Eficiência termodinâmica (Carnot) ≈ 21,5%; rendimento real ≈ 16,7%.