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
e
;
A máquina de Carnot opera entre
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:
Matéria: Termodinâmica – máquinas térmicas e eficiência de Carnot.
O que a gente vai usar:
- A fórmula da eficiência de Carnot
. - A relação energia de entrada, saída e trabalho:
e .
Passo 2
Primeiro, a eficiência de uma máquina de Carnot é
Substituindo
e
:
Passo 3
Sabendo a eficiência, a gente relaciona trabalho e calor absorvido:
Aí é só isolar
:
Passo 4
Para achar o calor rejeitado (
) usamos conservação de energia (1º lei):
Logo,
Resposta
Taxa de calor absorvido do reservatório quente:
.
Taxa de calor rejeitado para o reservatório frio: .
Taxa de calor rejeitado para o reservatório frio: