Uma máquina de Carnot opera entre
e
, absorvendo
por ciclo da fonte com temperatura mais alta. Determine:
A eficiência da máquina. (valor: 08)
Observação: é preciso converter as temperaturas de graus celsius para kelvin.
A eficiência da máquina. (valor: 08)
Observação: é preciso converter as temperaturas de graus celsius para kelvin.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre Máquinas de Carnot, que faz parte da termodinâmica. A gente vai precisar entender como calcular a eficiência de uma máquina térmica ideal, que opera entre duas temperaturas. Além disso, vamos lembrar que as temperaturas precisam estar em Kelvin para usar nas fórmulas. A gente tem uma máquina que absorve
da fonte quente durante cada ciclo.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de graus Celsius para Kelvin, porque a fórmula da eficiência da máquina de Carnot usa a escala Kelvin. A conversão é simples: adicionamos 273,15 à temperatura em Celsius.
Então:
Passo 3
Agora, vamos lembrar a fórmula da eficiência (
) para uma máquina de Carnot:
Essa fórmula nos diz quão eficiente é a máquina em converter calor da fonte quente em trabalho, descartando um pouco para a fonte fria.
Passo 4
Vamos substituir os valores que encontramos nas temperaturas:
Primeiro, calculamos a divisão:
Agora, subtraímos esse valor de 1:
Passo 5
Para expressar a eficiência em porcentagem, multiplicamos por 100:
Resposta
A eficiência da máquina de Carnot é aproximadamente 34,92%.