A eficiência de um motor térmico é definida como a razão entre o trabalho por ele realizado e o calor por ele recebido durante um ciclo completo de seu funcionamento. Considere um motor que recebe 440 J de calor por ciclo, que tem uma eficiência de 30 \% e que completa um ciclo de funcionamento a cada 0,02 segundos. Determine a potência fornecida por esse motor.

Passo 1

O enunciado descreve um motor térmico que recebe 440 J de calor a cada ciclo, tem eficiência de 30\% e realiza um ciclo em 0,02 s. O conteúdo envolvido é definição de eficiência térmica e cálculo de potência mecânica. Vamos precisar usar (1) a relação \eta = \dfrac{W}{Q_{\rm in}} para encontrar o trabalho por ciclo e (2) a definição de potência como P = \dfrac{W}{\Delta t}.

Passo 2

A eficiência térmica \eta é a razão entre o trabalho útil W e o calor recebido Q_{\rm in}. Logo,
W = \eta \, Q_{\rm in}.
Substituindo \eta=0{,}30 e Q_{\rm in}=440 J, temos
W = 0{,}30 \times 440 = 132\text{ J}
de trabalho realizado em cada ciclo.

Passo 3

A potência média fornecida pelo motor é a razão entre o trabalho por ciclo e o tempo de cada ciclo. Assim,
P = \frac{W}{\Delta t}
com W=132 J e \Delta t=0,02 s. Portanto,

Passo 4

P = \frac{132}{0,02} = 6600\text{ W}.

Resposta

A potência fornecida por esse motor é 6600 W.

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