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.
Uma máquina real opera entre as mesmas temperaturas, mas possui eficiência de 60%.
Uma máquina real opera entre as mesmas temperaturas, mas possui eficiência de 60%.
Passo 1
Beleza, o problema diz que cada máquina térmica entrega potência de trabalho de
Queremos achar, para cada caso, a taxa de calor que vem do reservatório quente (
) e a que vai pro reservatório frio (
).
Conteúdo: Termodinâmica – eficiência de máquina térmica, primeira lei (energia).
O que vamos usar:
Conteúdo: Termodinâmica – eficiência de máquina térmica, primeira lei (energia).
O que vamos usar:
- Definição de eficiência
. - Para Carnot,
. - Para a real,
.
Passo 2
Primeiro, ligações gerais:
- A energia que entra como calor (
) se reparte em trabalho mais calor rejeitado: - A eficiência é a fração do calor absorvido que vira trabalho:
- Depois,
.
Passo 3
Máquina de Carnot (ideal)
- Teoria: a máxima eficiência possível entre dois reservatórios é
onde e estão em Kelvin. - Então
Passo 4
Máquina real (mesmas temperaturas, mas
)
- Aqui a eficiência já é dada:
- Logo
Resposta
• Para a máquina de Carnot:
• Para a máquina real (
):