Uma máquina de vapor foi projetada para operar entre duas fontes térmicas, a fonte quente e a fonte fria, e para trabalhar segundo o ciclo de Carnot. Sabe-se que a temperatura da fonte quente é de
e que a máquina retira, a cada ciclo, 600 J desta fonte, alcançando um rendimento máximo igual a 0,25 . O trabalho realizado pela máquina, por ciclo, e a temperatura da fonte fria são, respectivamente:
a)
b)
c)
d)
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado descreve uma máquina de Carnot que opera entre duas fontes térmicas: a fonte quente a
e a fonte fria de temperatura
desconhecida. A cada ciclo a máquina retira
da fonte quente e atinge rendimento máximo
. Precisamos calcular o trabalho
por ciclo e determinar
. Para isso usaremos a definição de rendimento de máquina térmica e a fórmula do rendimento de Carnot.
Passo 2
O rendimento de uma máquina térmica é dado por
Isolando
, temos
Passo 3
Para uma máquina de Carnot vale
Primeiro convertemos a temperatura da fonte quente para Kelvin:
Em seguida,
o que corresponde a
Resposta
(b)