(BR DISTRIBUIDORA 2014) Um sistema executa um ciclo de potência reversível para o qual a temperatura média de adição de calor é
, e a temperatura média na qual o calor é descarregado é
. A eficiência térmica máxima desse ciclo, conhecida como eficiência de Carnot, em porcentagem, é de:
a) 10
b) 40
c)60
d) 100
e) 495
a) 10
b) 40
c)60
d) 100
e) 495
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um sistema que roda num ciclo de potência reversível, ou seja, um ciclo de Carnot. A temperatura média onde o calor entra é de
e a onde sai é de
. Nosso objetivo aqui é calcular a eficiência térmica máxima desse ciclo, que é a eficiência de Carnot, e descobrir qual das opções (a a e) está correta.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a eficiência de Carnot. Ela é a eficiência máxima que uma máquina térmica pode ter operando entre duas temperaturas dadas e é calculada pela fórmula:
Onde:
-
é a eficiência de Carnot. -
é a temperatura mais baixa (onde o calor é descartado). -
é a temperatura mais alta (onde o calor é adicionado). - As temperaturas devem estar em Kelvin.
Passo 3
Então, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin porque a fórmula requer isso. A conversão é simples:
.
Passo 4
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula da eficiência de Carnot:
Passo 5
Fazendo a divisão dentro da fração:
Então:
Resposta
A eficiência térmica máxima do ciclo de Carnot é de 60%, opção c).