Lista de exercícios: 2^ a Lei da termodinâmica.
(UFC) A eficiência de uma máquina de Carnot que opera entre a fonte de temperatura alta (T1) e a fonte de temperatura baixa ( T2 ) é dada pela expressão eta=1-T2T1 em que T 1 e T2 são medidas na escala absoluta ou Kelvin. Suponha que você dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência eta=30 %. Se você dobrar o valor da temperatura da fonte quente, a eficiência da máquina passará a ser igual a
A) 40 %.
B) 45 %.
C) 50 %.
D) 60 %.
E) 65 %.

Passo 1

Resumo: Temos uma máquina de Carnot com eficiência inicial . A fórmula geral da eficiência é
,
onde é a temperatura da fonte quente e da fonte fria, ambas em Kelvin.
Conteúdo: 2ª Lei da Termodinâmica e ciclo de Carnot, eficiência térmica.
O que vamos precisar: usar a fórmula da eficiência para achar a relação entre e , depois dobrar e recalcular .

Passo 2

A eficiência inicial é 0,30 = 1 - T2T1 Longrightarrow T2T1 = 1 - 0,30 = 0,70 . Então:
Isso significa que .

Passo 3

Agora dobramos a temperatura quente: etaf ;=; 1 - T2T1' ;=; 1 - 0,70,T12,T1 ;=; 1 - 0,702 ;=; 1 - 0,35 ;=; 0,65 .
A nova eficiência será

Resposta

A eficiência passará a ser 65%.

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