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Questão FC784212

Uma máquina térmica de Carnot absorve 2000 J de calor da fonte dessa máquina a 227ºC e rejeita 1200 J de calor durante cada ciclo. Quais são os valores, respectivamente, da eficiên

Termologia

Instituto AOCP · 2022

Uma máquina térmica de Carnot absorve 2000 J de calor da fonte dessa máquina a 227ºC e rejeita 1200 J de calor durante cada ciclo. Quais são os valores, respectivamente, da eficiência térmica da máquina \(\eta\) e da quantidade de trabalho W realizado durante cada ciclo?

  1. 80% ; 1600J.
  2. 20% ; 400J.
  3. 60% ; 1200J.
  4. 40% ; 800J.
  5. 50% ; 600J.
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Gabarito

D

Comentário do professor

Para uma máquina térmica de Carnot, a eficiência térmica pode ser expressa em função das energias trocadas: \( \eta = 1 - \frac{Q_2}{Q_1} \), onde \(Q_1\) é o calor absorvido da fonte e \(Q_2\) o calor rejeitado.

Aqui \(Q_1 = 2000\ \text{J}\) e \(Q_2 = 1200\ \text{J}\). Substituindo: \( \eta = 1 - \frac{1200}{2000} = 1 - 0{,}6 = 0{,}4\), ou seja 40%.

O trabalho realizado por ciclo é a diferença entre o calor recebido e o rejeitado: \( W = Q_1 - Q_2 \). Assim, \( W = 2000 - 1200 = 800\ \text{J}\).

Portanto, a máquina tem eficiência de 40% e produz 800 J de trabalho em cada ciclo.

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