6 Trés máquinas de Carnot operam entre as temperaturas de (a) 400 e 500 K . (b) 500 e 600 K e (c) 400 e 600 K . Cada máquina extrai a mesma quantidade de energia por ciclo da fonte quente. Ordene as valores absolutos dos trabalhos realizados por ciclo pelas máquinas em ordem decrescente.
Passo 1
O enunciado apresenta três máquinas de Carnot que operam entre as seguintes temperaturas:
(a) de para
,
(b) de para
,
(c) de para
.
Cada máquina extrai a mesma quantidade de calor da fonte quente por ciclo. O objetivo é ordenar, em ordem decrescente, os valores absolutos do trabalho
realizado por ciclo em cada uma. O conteúdo aqui é eficiência de máquinas térmicas reversíveis (Carnot).
(a) de
(b) de
(c) de
Cada máquina extrai a mesma quantidade de calor
Passo 2
Para uma máquina de Carnot, a eficiência
é dada por
e o trabalho extraído por ciclo satisfaz
Como
é igual para todas, basta comparar as eficiências
para ordenar os trabalhos.
Passo 3
Calculando
em cada caso:
Passo 4
Como
e
é o mesmo, a ordem decrescente de
segue a ordem decrescente de
:
logo
Resposta
(c) > (a) > (b)