A máquina de Carnot é projetada para operar com 300W de potência entre as fontes de calor de 127°C e 57°C. Com base nas características descritas, a quantidade de calor absorvida por essa máquina, a cada segundo, é de aproximadamente
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma máquina de Carnot, que é um tipo de motor térmico muito eficiente na teoria. A gente precisa descobrir quanto de calor essa máquina absorve a cada segundo. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, como eficiência térmica e a relação entre potência e calor.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque nas fórmulas de termodinâmica a gente usa Kelvin mesmo. A fórmula para converter é:
Então:
Passo 3
Agora, vamos calcular a eficiência da máquina de Carnot. A eficiência (
) de uma máquina de Carnot é dada por:
Substituindo os valores:
Passo 4
Sabemos que a potência (
) da máquina é de 300 W. A potência é a taxa de trabalho realizado por segundo. A relação entre potência, eficiência e calor absorvido (
) é:
Queremos encontrar
, então rearranjamos a fórmula:
Passo 5
Substituindo os valores que temos:
Resposta
A quantidade de calor absorvida pela máquina a cada segundo é de aproximadamente 1.714 W.