Determinada máquina de Carnot opera entre as temperaturas de
e
, realizando um trabalho de 2350 J a cada ciclo de operação. Determine a eficiência da máquina.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma máquina de Carnot que opera entre duas temperaturas: 600 °C e 15 °C. A máquina realiza um trabalho de 2350 J a cada ciclo de operação. Nosso objetivo é descobrir qual é a eficiência dessa máquina. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula da eficiência de uma máquina térmica de Carnot e lembrar de converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, que é a unidade que usamos nas fórmulas térmicas.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin. A temperatura em Kelvin (K) é igual à temperatura em Celsius (°C) mais 273.15. Então:
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da eficiência de uma máquina de Carnot. A eficiência (
) é dada por:
Onde:
-
é a temperatura da fonte quente (em Kelvin) -
é a temperatura da fonte fria (em Kelvin)
Passo 4
Substituindo os valores que encontramos nas temperaturas:
Passo 5
Vamos calcular a fração:
Então:
Resposta
A eficiência da máquina de Carnot é de aproximadamente 67,0%.