Questão 4
Uma máquina térmica realiza 150J de trabalho em cada ciclo e tem uma eficiência de 32%. Para cada ciclo:
a) quanta energia (em J) é absorvida?
b) quanta energia (em J ) é expelida pelo calor?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre máquinas térmicas! O enunciado diz que a máquina realiza 150 J de trabalho por ciclo e tem uma eficiência de 32%. Vamos precisar entender o que é eficiência em máquinas térmicas e usar essa informação para calcular a energia absorvida e a energia que é expelida como calor.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre eficiência. A eficiência ( eta) de uma máquina térmica é a relação entre o trabalho realizado ( W) e a energia absorvida do calor ( Qabsorvida). A fórmula é:
eta = WQabsorvida
Queremos encontrar Qabsorvida, então rearranjamos a fórmula:
Qabsorvida = Weta

Passo 3

Substituindo os valores que temos:
Qabsorvida = 150, J0,32 = 468,75, J

Passo 4

Agora, para encontrar a energia expelida como calor ( Qexpelida), usamos a relação que a energia absorvida é igual ao trabalho realizado mais a energia expelida:
Qabsorvida = W + Qexpelida
Rearranjando para encontrar Qexpelida:
Qexpelida = Qabsorvida - W = 468,75, J - 150, J = 318,75, J

Resposta

a) A energia absorvida é 468,75 J.
b) A energia expelida como calor é 318,75 J.

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