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Determine qual é a máxima eficiência de uma máquina térmica que opera entre
e
, absorvendo
de calor por ciclo na temperatura mais alta. Qual é o trabalho por ciclo que esta máquina é capaz de realizar?
Determine qual é a máxima eficiência de uma máquina térmica que opera entre
Passo 1
O enunciado pede a eficiência máxima de uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Carnot entre as temperaturas de
e
, e depois o trabalho por ciclo sabendo que ela absorve
de calor na fonte quente. Vamos usar termodinâmica de máquinas de Carnot, que exige converter temperaturas para Kelvin, aplicar a fórmula da eficiência e então calcular o trabalho extraído.
Passo 2
Para aplicar a eficiência de Carnot precisamos das temperaturas absolutas. Convertemos de Celsius para Kelvin:
Passo 3
A eficiência máxima de um ciclo de Carnot é dada por
Passo 4
Substituindo os valores de
e
temos
Em porcentagem,
Passo 5
O trabalho por ciclo é simplesmente
Como
,
Arredondando em função dos algarismos significativos,
Resposta
A eficiência máxima é aproximadamente
e o trabalho extraído por ciclo é cerca de
.