Uma máquina de Carnot opera
de um gás ideal e durante a expansão isotérmica o volume do gás é multiplicado por 2 . Sendo 364 K e 321 K , respectivamente, as temperaturas da fonte de calor e do exaustor, qual é o trabalho realizado por ciclo de operação desta máquina?
Considere
. Resposta como número inteiro.
Resposta:
Ocal
Considere
Passo 1
No enunciado temos uma máquina de Carnot que opera com
mol de gás ideal entre a fonte quente a
K e o reservatório frio a
K. Durante a expansão isotérmica à temperatura
o volume duplica. Precisamos calcular o trabalho realizado por ciclo usando termodinâmica de ciclos de Carnot e propriedades do gás ideal.
Passo 2
O calor absorvido na expansão isotérmica à temperatura
é dado por
como
, temos
.
Passo 3
A eficiência de uma máquina de Carnot é
e o trabalho por ciclo é
. Substituindo
obtemos
Passo 4
Agora inserimos os valores
,
J/(mol·K),
K e
. Então