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 trata de um motor térmico que recebe 440 J de calor por ciclo, tem eficiência de 30\% e completa cada ciclo em 0,02 s. Queremos achar a potência média fornecida pelo motor, sabendo que eficiência \eta relaciona trabalho por ciclo W e calor recebido Q via \eta = W/Q.

Passo 2

Calcular o trabalho realizado por ciclo usando a definição de eficiência:
W = \eta \,Q = 0{,}30 \times 440 = 132\text{ J}.

Passo 3

Determinar quantos ciclos o motor faz por segundo. Se cada ciclo leva \Delta t = 0{,}02 s, então a frequência é
f = \frac{1}{\Delta t} = \frac{1}{0{,}02} = 50\text{ cic/s}.

Passo 4

A potência é o trabalho por segundo, ou seja, trabalho por ciclo vezes número de ciclos por segundo:
P = W \times f = 132\text{ J} \times 50\text{ s}^{-1} = 6600\text{ W}.

Resposta

A potência fornecida por esse motor é de 6600 W.

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