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 descreve uma máquina térmica que efetua
ciclos a cada
s. Em cada ciclo ela recebe
kcal da fonte quente e rejeita
kcal para a fonte fria. Precisamos usar:
– Primeira lei da termodinâmica para achar o trabalho por ciclo;
– Definição de rendimento ;
– Conversão de unidades ( cal
J) e cálculo de potência a partir de trabalho por ciclo e frequência de ciclos.
– Primeira lei da termodinâmica para achar o trabalho por ciclo;
– Definição de rendimento
– Conversão de unidades (
Passo 2
Para o trabalho por ciclo aplicamos
Como
kcal e
kcal, temos em calorias
Convertendo para joules:
Passo 3
O rendimento da máquina em cada ciclo é
Passo 4
A potência é o trabalho por ciclo multiplicado pela frequência de ciclos. A frequência é
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Resposta
a)
J por ciclo
b)
c) W
b)
c)