Enunciado

Uma máquina de Carnot trabalha entre dois reservatórios de calor com temperaturas T q = 300 K e T f = 77,0 K . (a) Qual é o seu rendimento? (b) Se ela absorve 100 J de calor do reservatório quente a cada ciclo, quanto trabalho ela realiza? (c) Quanto calor ela libera para o reservatório de baixa temperatura, a cada ciclo? (d) Qual é o coeficiente de desempenho desta máquina, quando ela trabalha como um refrigerador entre os dois reservatórios?

Passo 1

  1. A eficiência de Carnot é moleza de a gente achar!
  2. η c = 1 - T f T q = 1 - 77 300

    η c = 74.3 %

    Passo 2

  3. Da definição de trabalho, que diz:
  4. η = W Q q

    W = η Q q

    W = 0.743 100 J

    W = 74.3 J

    Passo 3

  5. Pela conservação de energia:
  6. Q q = Q f + W

    100 J = Q f + 74.3 J

    Q f = 25.7 J

    Passo 4

  7. Pra fechar, vamos calcular o coeficiente de desempenho da máquina!

C D = Q f W

C D = 25.7 74.3

C D = 0.35

Resposta

  1. η c = 74.3 %
  2. W = 74.3 J
  3. Q f = 25.7 J
  4. C D = 0.35
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