Uma máquina térmica de Carnot recebe 650 kJ de calor de um fonte de temperatura desconhecida e rejeita 250 kJ para um sumidouro a
. Determinar (a) a temperatura da fonte e (b) o rendimento térmico da máquina térmica. Resposta: a)772 K; b)61,5%
Passo 1
Beleza, o exercício diz que temos uma máquina de Carnot que recebe
de uma fonte quente e rejeita
para um sumidouro a
. A gente precisa descobrir:
a) a temperatura da fonte quente ( ) em Kelvin;
b) o rendimento térmico ( ) dessa máquina.
Matéria envolvida: Termodinâmica (ciclo de Carnot). O que vamos usar:
a) a temperatura da fonte quente (
b) o rendimento térmico (
Matéria envolvida: Termodinâmica (ciclo de Carnot). O que vamos usar:
- Conversão de Celsius para Kelvin;
- Relação fundamental do ciclo de Carnot:
; - Definição de rendimento para Carnot:
.
Passo 2
Antes de mais nada, converte a temperatura do sumidouro para Kelvin, porque na termodinâmica a gente trabalha sempre na escala absoluta:
Passo 3
Agora aplica a relação do ciclo de Carnot, que vem da segunda lei e diz
A gente já sabe
e
, logo
Arredonda:
Passo 4
Para fechar, calcula o rendimento térmico
. Você pode usar
ou, de forma equivalente (já que
),
Convertendo em porcentagem:
Resposta
a)
b)
b)