Dois ciclos de potência recebem a mesma quantidade de calor Q_{\text {cmra }}, cada um deles; e rejeitam uma quantidade de calor Q_{\text {sai }} para o mesmo reservatório frio. Se os ciclos possuem eficiências térmicas diferentes, aquele que rejeita a maior quantidade de calor é:
( ) O maior ciclo e de eficiência equiparada;
( ) O menor ciclo e de eficiência equiparada;
( ) O ciclo mais potente com eficiência equiparada;
( ) O ciclo mais eficiente e de maior potência;
( ) O ciclo menos eficiente e de menor potência.

Passo 1

O enunciado apresenta dois ciclos de potência que recebem a mesma quantidade de calor \,Q_{\mathrm{in}}=Q_{\text{cmra}}, cada um, e rejeitam calor \,Q_{\text{out}}=Q_{\text{sai}} para o mesmo reservatório frio. As eficiências térmicas dos dois ciclos são diferentes, digamos \eta_1 e \eta_2. Queremos identificar qual ciclo rejeita a maior quantidade de calor em função de sua eficiência e potência.

Passo 2

A definição de eficiência térmica de um ciclo é
\eta \;=\;\frac{W}{Q_{\mathrm{in}}} \;=\;\frac{Q_{\mathrm{in}} - Q_{\mathrm{out}}}{Q_{\mathrm{in}}} \;\Longrightarrow\; Q_{\mathrm{out}} \;=\; Q_{\mathrm{in}}\,(1 - \eta).

Passo 3

Como ambos recebem o mesmo Q_{\mathrm{in}}, a rejeição Q_{\mathrm{out}} cresce quando \eta diminui. Ou seja, o ciclo de menor eficiência rejeita mais calor. Além disso, a potência (ou trabalho por ciclo) é W=\eta\,Q_{\mathrm{in}}, de modo que o ciclo menos eficiente também gera menos trabalho (menor potência).

Resposta

O ciclo menos eficiente e de menor potência.

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