Questão FC714481
Em indústrias e usinas, o calor residual gerado por processos como combustão, reações químicas ou exaustão representa uma fonte energética normalmente desperdiçada. Tecnologias mod
Termologia
VUNESP · 2025
Em indústrias e usinas, o calor residual gerado por processos como combustão, reações químicas ou exaustão representa uma fonte energética normalmente desperdiçada. Tecnologias modernas buscam converter esse calor em eletricidade, elevando a eficiência. Levando isso em consideração, suponha que uma usina utilize o calor residual de determinado processo, correspondente a 1.500 J, proveniente de uma fonte quente a 428 K, para movimentar uma máquina térmica, a qual funciona realizando o ciclo de Carnot. Suponha, ainda, que essa máquina descarte parte do calor recebido em um reservatório frio a 300 K e considere que todo o calor residual recebido seja aproveitado no ciclo ideal, sem perdas adicionais.
O rendimento dessa máquina e o trabalho por ela realizado, em joules, correspondem, respectiva e aproximadamente, a
- 20% e 300.
- 30% e 450.
- 35% e 525.
- 40% e 600.
- 50% e 750.
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Gabarito
B
Comentário do professor
Para uma máquina que opera no ciclo de Carnot entre uma fonte quente a 428 K e um reservatório frio a 300 K, o rendimento máximo é dado por \( \eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} \).
Substituindo as temperaturas: \( \eta = 1 - \frac{300}{428} = 1 - 0{,}70093 \approx 0{,}29907 \), ou seja, aproximadamente 30%.
Como todo o calor residual de \(1500\ \text{J}\) é aproveitado idealmente, o trabalho realizado é \( W = \eta Q_{in} = 0{,}29907 \times 1500 \approx 448{,}6\ \text{J}\), que arredondado corresponde a 450 J.
Portanto, o rendimento e o trabalho são, respectivamente, cerca de 30% e 450 J.
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