(PETROBRAS 2012.1) Uma máquina absorve calor a
e a uma pressão de 10 atm e despeja calor no ar a
à pressão de 1 atm . Considerando
, o rendimento máximo possível para essa máquina é de:
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma máquina que absorve calor a uma temperatura de
e pressão de 10 atm, e despeja esse calor para o ar a
e 1 atm. A gente precisa descobrir o rendimento máximo que essa máquina pode ter. Para resolver isso, vamos precisar entender sobre eficiência térmica e usar a fórmula de Carnot, que nos ajuda a calcular o rendimento máximo possível de uma máquina térmica.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque na fórmula de Carnot usamos a escala Kelvin. A conversão é simples: basta adicionar 273 à temperatura em Celsius.
Passo 3
Agora, vamos lembrar da fórmula de eficiência de Carnot, que dá o rendimento máximo possível de uma máquina térmica operando entre duas temperaturas:
Onde:
-
é o rendimento, -
é a temperatura do reservatório frio, -
é a temperatura do reservatório quente.
Passo 4
Substituindo os valores que convertemos na fórmula:
Vamos calcular a fração:
Então:
Passo 5
Para expressar o rendimento em porcentagem, multiplicamos por 100:
Arredondando, a eficiência máxima é de aproximadamente 10%.
Resposta
A eficiência máxima possível para essa máquina é de 10%.