(QUESTÃO DA P1 DE 2023) Uma máquina de Carnot é utilizada (hipoteticamente) para gerar trabalho e girar uma roda. Para isso, conta com dois reservatórios de calor, a
e
, respectivamente. Além disso, consegue trocar 250 J de calor com a fonte fria a cada ciclo. Calcule:
O valor do trabalho gerado;
O valor do trabalho gerado;
Passo 1
Beleza, amigo! O enunciado diz que a gente tem uma máquina de Carnot que retira calor de um reservatório quente a 100 °C e descarrega 250 J de calor num reservatório frio a 30 °C. A meta é descobrir quanto de trabalho ela gera por ciclo.
Conteúdo: Termodinâmica – Ciclo de Carnot.
O que vamos precisar:
Conteúdo: Termodinâmica – Ciclo de Carnot.
O que vamos precisar:
- Converter temperaturas de °C para K.
- Saber a eficiência de Carnot:
. - Usar a relação
e a definição de trabalho .
Passo 2
Primeiro, converte as temperaturas para Kelvin:
Na máquina de Carnot vale
Como a gente já sabe que joga para o frio
, podemos achar o calor extraído da fonte quente
:
Passo 3
Vamos aos números:
O trabalho por ciclo é a diferença entre o que entra e o que sai de calor:
Resposta
O trabalho gerado por ciclo é aproximadamente
.