Um motor transfere 2,00 \times 10^{3} \mathrm{~J} de calor de um reservatório quente durante um ciclo e transfere 1,50 \times 10^{3} \mathrm{~J} para um reservatório frio.
Quanto trabalho esse motor realiza em um ciclo?

Passo 1

O enunciado nos dá um motor térmico que recebe Q_h = 2,00\times 10^{3}\,\mathrm{J} de calor do reservatório quente e rejeita Q_c = 1,50\times 10^{3}\,\mathrm{J} para o reservatório frio em cada ciclo. Queremos calcular o trabalho W realizado por ciclo. O conteúdo aqui é a primeira lei da termodinâmica aplicada a um ciclo termodinâmico (conservação de energia).

Passo 2

Para um ciclo completo de um motor térmico a energia interna retorna ao valor inicial, ou seja, \Delta U = 0. Pela primeira lei:
\Delta U = Q_\text{líquido} - W = 0í
e o calor líquido é Q_\text{líquido}=Q_h - Q_cí. Logo,
W = Q_h - Q_c.

Passo 3

Substituindo os valores dados:
W = 2,00\times 10^{3}\,\mathrm{J} \;-\; 1,50\times 10^{3}\,\mathrm{J} = 0,50\times 10^{3}\,\mathrm{J} = 5,00\times 10^{2}\,\mathrm{J}.

Resposta

O trabalho realizado em um ciclo é 5,00\times 10^{2}\,\mathrm{J}.

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