Cada uma das máquinas térmicas a seguir produz 80.000 kW . Determine para cada caso a taxa de absorção de calor do reservatório quente a taxa de rejeição de calor para o reservatório frio.
A máquina de Carnot opera entre 600 K e 300 K;

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que temos uma máquina de Carnot (aquela que tem a maior eficiência possível para um ciclo térmico) operando entre as temperaturas do reservatório quente e do reservatório frio . Ela entrega uma potência de trabalho de .
Matéria: Termodinâmica – máquinas térmicas e eficiência de Carnot.
O que a gente vai usar:
  1. A fórmula da eficiência de Carnot .
  2. A relação energia de entrada, saída e trabalho: e .

Passo 2

Primeiro, a eficiência de uma máquina de Carnot é
eta ;=; 1 ;-;TcTh
Substituindo eta ;=; 1 - 300600 = 1 - 0,5 = 0,5(ou 50%) e :

Passo 3

Sabendo a eficiência, a gente relaciona trabalho e calor absorvido:
W ;=;eta,Qh
Aí é só isolar Qh = Weta = 80,000rm;kW0,5 = 160,000rm;kW :

Passo 4

Para achar o calor rejeitado ( Qh = W + Qc Longrightarrow Qc = Qh - W ) usamos conservação de energia (1º lei):
Qc = 160,000rm;kW - 80,000rm;kW = 80,000rm;kW
Logo,

Resposta

Taxa de calor absorvido do reservatório quente: .
Taxa de calor rejeitado para o reservatório frio: .

Exercícios relacionados