Uma máquina térmica de Carnot opera entre temperaturas
e
. Se
e
, 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.
Conteúdo: Termodinâmica, especialmente o ciclo de Carnot.
O que vamos precisar: a fórmula da eficiência de Carnot, que é
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
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
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
e
:
Passo 4
Calculando a fração:
Então
Passo 5
Como normalmente a eficiência a gente expressa em porcentagem, é só multiplicar por 100%:
Resposta
A eficiência da máquina de Carnot é
ou 30%.