Uma máquina térmica de Carnot opera entre temperaturas Tq e Tf. Se Tq=500 K e Tf=350 K, qual é a eficiência da máquina?

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz: “Uma máquina térmica de Carnot opera entre as temperaturas (fonte quente) e (fonte fria). Qual é a eficiência da máquina?”
Conteúdo: Termodinâmica, especialmente o ciclo de Carnot.
O que vamos precisar: a fórmula da eficiência de Carnot, que é , e saber que as temperaturas já estão em Kelvin.

Passo 2

Teoria por trás da fórmula:
Uma máquina de Carnot é um processo termodinâmico ideal e reversível, e a eficiência máxima que ela pode ter só depende das temperaturas das fontes. A fórmula
eta = 1 - Trm friaTrm quente
vem do fato de que, no ciclo de Carnot, a razão entre calor rejeitado e calor absorvido é igual à razão das temperaturas (em Kelvin).

Passo 3

Vamos aplicar a fórmula. Substituindo eta = 1 - 350500 e :

Passo 4

Calculando a fração:
350500 = 0,7
Então
eta = 1 - 0,7 = 0,3

Passo 5

Como normalmente a eficiência a gente expressa em porcentagem, é só multiplicar por 100%:
0,3 times 100% = 30%

Resposta

A eficiência da máquina de Carnot é ou 30%.

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