Um motor funciona da seguinte forma: a cada ciclo, recebe 20,0 J de uma fonte a 100^circ C e fornece 15,0 J a uma fonte a 0,00^circ C. Sobre essa situação, calcule a eficiência do motor.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. A gente tem um motor térmico que, em cada ciclo, recebe de uma fonte quente a e rejeita para uma fonte fria a .
Conteúdo: Termodinâmica – eficiência de máquinas térmicas.
O que precisamos: entender como calcular o trabalho realizado pelo motor e usar a definição de eficiência .

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da Primeira Lei da Termodinâmica aplicada ao ciclo:
De
Num ciclo completo, a variação de energia interna 0 = Qh - Qc - W Longrightarrow W = Qh - Qc é zero, então
W = 20,0 J - 15,0 J = 5,0 J
Aqui,

Passo 3

Agora, a eficiência térmica eta = WQh é definida como a razão entre o trabalho útil eta = 5,0 J20,0 J = 0,25 e o calor absorvido da fonte quente :
Substituindo os valores:

Resposta

A eficiência do motor é , ou seja, 25 %.

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