Questão (TERMODINANMI (A)
Carnot idealizou, em 1824, um ciclo que proporcionaria rendimento máximo a uma máquina térmica. Demonstrou que, nesse ciclo, as quantidades de calor trocadas com as fontes quentes e frias são proporcionais às respectivas temperaturas absolutas das fontes. O motor ideal de um navio opera entre uma fonte quente a 400 K e uma fria 200K. Se ele absorve 500J de calor por ciclo quente, qual é o trabalho por ciclo que o motor realiza?
(a) 200 J
(b) 250 J
(c) 300 J
(d) 350 J
(e) 400 J
Carnot idealizou, em 1824, um ciclo que proporcionaria rendimento máximo a uma máquina térmica. Demonstrou que, nesse ciclo, as quantidades de calor trocadas com as fontes quentes e frias são proporcionais às respectivas temperaturas absolutas das fontes. O motor ideal de um navio opera entre uma fonte quente a 400 K e uma fria 200K. Se ele absorve 500J de calor por ciclo quente, qual é o trabalho por ciclo que o motor realiza?
(a) 200 J
(b) 250 J
(c) 300 J
(d) 350 J
(e) 400 J
Passo 1
O enunciado descreve um motor ideal de Carnot que opera entre uma fonte quente a
K e uma fria a
K, absorvendo
J de calor por ciclo da fonte quente. Queremos achar o trabalho
realizado por ciclo. Vamos usar a eficiência do ciclo de Carnot e a relação entre calor e trabalho.
Passo 2
Para um ciclo de Carnot, a eficiência
é dada por
Passo 3
Substituindo
K e
K na expressão de
, obtemos
Passo 4
Sabendo que
, temos
Como
J e
, vem
Resposta
(b) 250 J