Cesgranrio Petrobras 2006 Física · Ciclo de Carnot também em Física · Máquinas térmicas e rendimento

Questão 41

Uma máquina térmica ideal opera realizando Ciclos de Carnot entre duas fontes de calor: uma, a 500K, de onde retira 5 000J, e outra, a 300K. O trabalho útil fornecido por essa máquina, em joules, vale:

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Resposta da banca: D

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Máquina de Carnot — o rendimento vem das temperaturas em kelvin, e o trabalho é o rendimento vezes o calor da fonte quente.

Objetivo

Achar o trabalho de uma máquina de Carnot entre 500 K e 300 K que retira 5 000 J da fonte quente. O que está em jogo é o rendimento, 1 menos a razão das temperaturas, aplicado ao calor recebido.

Conceitos para revisar

Rendimento de Carnot

Depende só das temperaturas absolutas das duas fontes.

\[\eta = 1 - \dfrac{T_{f}}{T_{q}} = 1 - \dfrac{300}{500} = 0{,}4\]

\(T_{q} = 500\) K

\(T_{f} = 300\) K

Trabalho

Rendimento é trabalho sobre calor recebido.

\[W = \eta\,Q_{q} = 0{,}4 \cdot 5000 = 2000\ \text{J}\]

\(Q_{q} = 5000\) J

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