Qual o rendimento máximo possível de uma máquina térmica que tem como fonte quente água em ebulição sob pressão a 125^circ C e como fonte fria água a 25^circ C ? Resp. 25,12 %

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre o rendimento máximo de uma máquina térmica que usa água em ebulição a 125^circ C como fonte quente e água a 25^circ C como fonte fria. Vamos usar os conceitos de termodinâmica, especificamente a eficiência de Carnot, que nos ajuda a determinar o rendimento máximo possível de uma máquina térmica.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque a fórmula de eficiência de Carnot usa a escala Kelvin. Lembre-se que para converter Celsius para Kelvin, adicionamos 273,15 à temperatura em Celsius.
Então:
Tquente = 125^circ C + 273,15 = 398,15 , K
Tfria = 25^circ C + 273,15 = 298,15 , K

Passo 3

Agora, vamos lembrar a fórmula da eficiência de Carnot:
eta = 1 - TfriaTquente
Essa fórmula nos dá o rendimento máximo teórico que a máquina pode alcançar com essas temperaturas.

Passo 4

Substituindo os valores que calculamos:
eta = 1 - 298,15398,15
eta = 1 - 0,749
eta = 0,251 ou 25,1%

Resposta

O rendimento máximo possível dessa máquina térmica é de aproximadamente 25,12%.

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