Uma máquina de Carnot recebe 150 kJ / s de calor de uma fonte quente a temperatura de 425 ^circ C e rejeita calor para a fonte fria a 30 ^circ C. Calcule o trabalho requerido para esse processo e o calor rejeitado.

Passo 1

Beleza, vamos lá: o enunciado fala de uma máquina de Carnot que recebe de uma fonte quente a e rejeita calor para uma fonte fria a . A matéria aqui é termodinâmica, mais especificamente ciclos de Carnot, e a gente vai precisar:
  1. Converter temperaturas de Celsius para Kelvin.
  2. Usar a fórmula da eficiência de Carnot .
  3. Calcular o trabalho .
  4. Calcular o calor rejeitado .

Passo 2

Primeiro, converte as temperaturas para Kelvin, porque nas fórmulas termodinâmicas usamos escala absoluta:

Passo 3

Agora, a eficiência ideal de uma máquina de Carnot é
eta ;=; 1 ;-; Trm friaTrm quente
Substituindo:
eta = 1 - 303,15698,15 approx 1 - 0,4344 = 0,5656

Passo 4

O trabalho por segundo (potência) que a máquina entrega é
W = eta ;Qrm in = 0,5656 times 150 kJ/s approx 84,8 kJ/s

Passo 5

Pela primeira lei da termodinâmica (energia entra = energia sai + trabalho), o calor rejeitado é
Qrm out = Qrm in - W = 150 - 84,8 approx 65,2 kJ/s

Resposta

Trabalho produzido e calor rejeitado .

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