9- Uma máquina térmica efetua 20 ciclos a cada
. Em cada ciclo, ela retira
de uma fonte a alta temperatura e cede
para a fonte fria. Considerando
, determine:
a) Qual é o trabalho realizado pelo motor da máquina em cada ciclo?
b) Qual é o rendimento da máquina em cada ciclo?
c) Qual é a potência da máquina?
a) Qual é o trabalho realizado pelo motor da máquina em cada ciclo?
b) Qual é o rendimento da máquina em cada ciclo?
c) Qual é a potência da máquina?
Passo 1
O enunciado trata de uma máquina térmica que faz
ciclos em
. A cada ciclo ela absorve
da fonte quente e rejeita
para a fonte fria. Vamos usar os conceitos de termodinâmica de motores térmicos: a) o trabalho por ciclo vem da primeira lei da termodinâmica
; b) o rendimento é
; c) a potência é a energia útil por tempo,
. Precisamos antes converter calorias em joules usando
.
Passo 2
Converter
e
para joules:
Passo 3
Calcular o trabalho realizado por ciclo usando
:
Passo 4
Calcular o rendimento
:
ou seja,
.
Passo 5
Determinar a potência. A frequência de ciclos é
Logo,
Resposta
a)
por ciclo
b)
c)
b)
c)