Um motor térmico opera entre dois reservatórios térmicos a 1500 K e 300 K, respectivamente. Determine a eficiência térmica máxima possível para este motor.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem aqui um motor térmico que está trabalhando entre dois reservatórios de calor: um quente a 1500 K e outro frio a 300 K. Nosso objetivo é descobrir qual é a eficiência térmica máxima que esse motor pode ter. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre termodinâmica, especificamente sobre a eficiência máxima possível de motores térmicos, que é dada pela eficiência de Carnot.
Passo 2
Primeiro, é importante saber o que é eficiência térmica. Ela mede o quão bem um motor converte o calor recebido em trabalho útil. A eficiência máxima teórica que qualquer motor térmico pode alcançar é conhecida como eficiência de Carnot. Essa eficiência depende das temperaturas dos reservatórios térmicos entre os quais o motor está operando.
Passo 3
A fórmula da eficiência de Carnot é:
Onde:
-
é a eficiência térmica máxima, -
é a temperatura do reservatório mais frio, -
é a temperatura do reservatório mais quente.
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Resposta
A eficiência térmica máxima possível para esse motor é de 80%.