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:
Qual é a potência da máquina?
Qual é a potência da máquina?
Passo 1
Beleza, olha só o que diz o enunciado: uma máquina térmica faz 20 ciclos em 4,0 s. Em cada ciclo ela “puxa” 1,2 kcal da fonte quente e “solta” 0,8 kcal na fria. A pergunta é: qual é a potência dela?
Conteúdo: Termodinâmica (máquinas térmicas), conversão de calor em trabalho e definição de potência.
Vamos precisar de:
Conteúdo: Termodinâmica (máquinas térmicas), conversão de calor em trabalho e definição de potência.
Vamos precisar de:
- Converter kcal em joule.
- Calcular o trabalho por ciclo (diferença entre calor fornecido e calor rejeitado).
- Usar potência = energia por tempo.
Passo 2
Converter as energias de kcal para joule. Lembra que
Então
Logo:
Passo 3
Calcular o trabalho útil por ciclo. Por definição de máquina térmica:
Substituindo:
Passo 4
Agora a gente acha quantos ciclos rolam por segundo e multiplica pelo trabalho de cada ciclo, pois potência é energia por tempo.
Então a potência média é
Resposta
A potência da máquina é
(ou 8,4 kW).