Uma máquina térmica recebe 8000 kJ de uma fonte quente a
produzindo 2800 KJ de trabalho. A temperatura da fonte fria é de
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Calcule a eficiência máxima dessa máquina? Explique a sua resposta ( 1,0 ponto).
Calcule a eficiência máxima dessa máquina? Explique a sua resposta ( 1,0 ponto).
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma máquina térmica que recebe 8000 kJ de energia de uma fonte quente a 470°C e produz 2800 kJ de trabalho, enquanto a temperatura da fonte fria é de 70°C. A matéria que vamos usar aqui é a Termodinâmica, especificamente o conceito de eficiência térmica das máquinas térmicas. Para calcular a eficiência máxima dessa máquina, vamos precisar usar a fórmula da eficiência de Carnot, que nos dá o limite teórico de eficiência para qualquer máquina térmica operando entre duas temperaturas.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque as fórmulas da termodinâmica usam a escala Kelvin. Lembrando que para converter de Celsius para Kelvin, adicionamos 273.
Então:
- Temperatura da fonte quente:
- Temperatura da fonte fria:
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da eficiência máxima, ou eficiência de Carnot, que é dada por:
Onde:
-
é a eficiência -
é a temperatura da fonte fria em Kelvin -
é a temperatura da fonte quente em Kelvin
Passo 4
Substituindo os valores que calculamos:
Resposta
A eficiência máxima dessa máquina térmica é de aproximadamente 53,8%.