Uma máquina térmica absorve energia de magnitude |Qq| de um reservatório de alta temperatura, realiza um trabalho de magnitude |W| e transfere energia de magnitude |Qf| como calor para um reservatório de baixa temperatura. A sua eficiência é de:
Escolha uma opção:
a. |Qf| / / W mid
b. (|Qq|-|Qf|) /|Qq|
c. |Qq| /|Qf|
d. |Qq| /|W|
e. |W| /|Qf|

Passo 1

Então, temos uma questão sobre eficiência de uma máquina térmica. A máquina absorve uma certa quantidade de energia |Qq| de um reservatório quente, realiza um trabalho |W| e libera uma quantidade |Qf| de calor para um reservatório frio. Queremos descobrir qual das opções apresentadas representa corretamente a eficiência dessa máquina térmica.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é eficiência em uma máquina térmica. Eficiência é basicamente uma medida de quão bem a máquina converte a energia absorvida em trabalho útil. Matematicamente, ela é definida como a razão entre o trabalho realizado |W| e a energia absorvida |Qq| :
eta = |W||Qq|

Passo 3

No entanto, também podemos relacionar essa eficiência com o calor rejeitado |Qf| . Sabemos que a primeira lei da termodinâmica nos diz que a energia total é conservada. Isso significa que a energia absorvida menos a energia rejeitada é igual ao trabalho realizado:
|W| = |Qq| - |Qf|

Passo 4

Agora, substituindo |W| na fórmula da eficiência, temos:
eta = |Qq| - |Qf||Qq|
Isso simplifica para:
eta = 1 - |Qf||Qq|

Resposta

A eficiência da máquina térmica é dada por:
boxed(|Qq|-|Qf|) /|Qq|
Isso corresponde à opção b.

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