5-Uma máquina remove 200 J de um reservatório quente a 373 K , efetua 48 J de trabalho e descarrega 152 J de calor num reservatório frio a 273 K . Qual o trabalho “perdido” por ciclo em virtude da irreversibilidade desta máquina?
Passo 1
O enunciado descreve uma máquina térmica que retira
,J de um reservatório quente a
,K, realiza
,J de trabalho e rejeita
,J para um reservatório frio a
,K. Queremos o trabalho “perdido” por ciclo devido à irreversibilidade. Para isso, vamos comparar o trabalho real com o trabalho máximo possível num ciclo reversível (Carnot).
Passo 2
A eficiência de Carnot entre as temperaturas
e
é dada por
Passo 3
Substituindo
,K e
,K, obtemos
Passo 4
O trabalho máximo reversível por ciclo é
Passo 5
O trabalho perdido por irreversibilidade é a diferença entre o trabalho reversível e o trabalho real:
Resposta
O trabalho perdido por ciclo devido à irreversibilidade é de aproximadamente
,J.