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Questão FC784208

Uma usina termelétrica opera um ciclo de Carnot entre dois reservatórios térmicos: um a 800 K e outro a 300 K. A usina recebe 500 MJ de calor da fonte quente por ciclo e realiza tr

Termologia

Instituto AOCP · 2025

Uma usina termelétrica opera um ciclo de Carnot entre dois reservatórios térmicos: um a 800 K e outro a 300 K. A usina recebe 500 MJ de calor da fonte quente por ciclo e realiza trabalho sobre um gerador elétrico. No entanto, devido a perdas operacionais e imperfeições no sistema, a eficiência real da usina é 60% da eficiência teórica do ciclo de Carnot. Com base nessas informações, qual é o trabalho efetivo realizado pela usina em cada ciclo?

  1. 90 MJ.
  2. 25 MJ.
  3. 300 MJ.
  4. 312,5 MJ.
  5. 187,5 MJ.
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Gabarito

Errado

Comentário do professor

Eficiência de Carnot: calcule \( \eta_C = 1 - \dfrac{T_c}{T_h} = 1 - \dfrac{300}{800} = 0{,}625\) (62,5%).

Eficiência real: a usina opera a 60% da eficiência teórica, então \( \eta_{\text{real}} = 0{,}60 \times 0{,}625 = 0{,}375\) (37,5%).

Trabalho efetivo: aplica-se a eficiência real ao calor recebido. Com \(Q_h = 500\ \text{MJ}\), temos \(W = \eta_{\text{real}} \times Q_h = 0{,}375 \times 500\ \text{MJ} = 187{,}5\ \text{MJ}\).

Portanto, o trabalho realizado por ciclo é 187,5 MJ, conforme a alternativa correta.

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