Um motor de Carnot opera entre
, absorvendo (
) J por ciclo na temperatura mais alta. Quanto trabalho por ciclo este motor é capaz de realizar?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido. Temos um motor de Carnot que opera entre duas temperaturas:
e
. O motor absorve
J de calor na temperatura mais alta. Queremos descobrir quanto trabalho por ciclo esse motor consegue realizar.
Vamos precisar saber sobre motores térmicos e, especificamente, a eficiência de um motor de Carnot. A eficiência nos ajuda a relacionar o calor absorvido com o trabalho realizado.
Passo 2
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque nas fórmulas de termodinâmica usamos a escala Kelvin.
Sabemos que:
Portanto:
Passo 3
A eficiência (
) de um motor de Carnot é dada por:
Substituindo os valores:
Passo 4
A eficiência também é a relação entre o trabalho realizado (
) e o calor absorvido (
):
Então, podemos isolar
:
Passo 5
Sabendo que
J e
:
Resposta
O motor de Carnot realiza aproximadamente
J de trabalho por ciclo.