Uma máquina de Carnot recebe
de calor de uma fonte quente a uma temperatura de
e rejeita calor para a fonte fria a
. Calcule o trabalho requerido para este processo e o calor rejeitado.
Passo 1
O enunciado descreve uma máquina de Carnot que recebe
de calor de uma fonte quente a
e rejeita calor para uma fonte fria a
. Vamos calcular a potência de saída (trabalho por segundo) e o calor rejeitado usando a eficiência de Carnot e a primeira lei da termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, convertemos as temperaturas de Celsius para Kelvin:
Passo 3
A eficiência ideal de Carnot é
Substituindo os valores:
Passo 4
O trabalho por segundo extraído (potência de saída) é
Como
, temos
Passo 5
O calor rejeitado por segundo à fonte fria é dado por
Substituindo,
Resposta
O trabalho fornecido pela máquina é aproximadamente
e o calor rejeitado é aproximadamente
.