Uma máquina térmica opera segundo o ciclo de Carnot entre duas fontes térmicas cujas temperaturas são
e
. Se, em cada ciclo, a máquina rejeita para a fonte fria 24 calorias, o trabalho que ela realiza, por ciclo, em calorias, vale?
Passo 1
O enunciado descreve uma máquina térmica operando em ciclo de Carnot entre duas fontes a
(fonte fria) e
(fonte quente). A cada ciclo ela rejeita
calorias à fonte fria. Queremos o trabalho
realizado por ciclo. Para isso vamos usar o conceito de eficiência de Carnot e a relação entre calores e temperaturas absolutas.
Passo 2
Convertendo as temperaturas para a escala Kelvin pela regra
:
Passo 3
A eficiência
de um ciclo de Carnot é
Passo 4
Sabemos também que
onde
é o calor rejeitado (
,cal) e
o calor absorvido. Logo
Passo 5
O trabalho por ciclo é a diferença entre o calor absorvido e o rejeitado:
Resposta
O trabalho realizado por ciclo vale
calorias.