Lista de exercícios: 2^ a Lei da termodinâmica.
(UFV-MG-2009) Uma máquina térmica, operando entre duas fontes quente e fria, às temperaturas de 327^circ C e 27^circ C, respectivamente, realiza um trabalho de 200 J , ao absorver 1000 J da fonte quente. Caso essa máquina passasse a operar segundo o ciclo de Carnot, entre as mesmas fontes, seu rendimento seria
A) 100 %.
B) 50 %.
C) 20 %.
D) 0 %.

Passo 1

Beleza, o enunciado tá falando de uma máquina térmica que recebe calor de uma fonte quente a 327 °C e despeja calor numa fonte fria a 27 °C. Ela faz 200 J de trabalho absorvendo 1000 J, mas a pergunta é: se fosse uma máquina de Carnot entre as mesmas temperaturas, qual seria o rendimento?
Matéria: 2ª Lei da Termodinâmica (rendimento de máquinas térmicas).
O que vamos precisar:
  • Converter temperaturas de °C para K;
  • Usar a fórmula do rendimento de Carnot.

Passo 2

Primeiro, converte as temperaturas para Kelvin, porque as fórmulas termodinâmicas só funcionam com escala absoluta:
Tquente = 327 + 273 = 600 K
Tfria = 27 + 273 = 300 K

Passo 3

A gente sabe que o rendimento ideal (máquina de Carnot) é dado por
etaC = 1 - TfriaTquente
Isso vem da 2ª Lei: não dá pra transformar todo calor em trabalho, sempre rola esse fator de temperatura.

Passo 4

Agora é só substituir os valores:
etaC = 1 - 300600 = 1 - 0,5 = 0,5
Em porcentagem, fica .

Resposta

O rendimento seria 50 %.

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