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Ano: 2021 Banca: IDECAN Órgão: PEFOCE Prova: IDECAN - 2021 - PEFOCE - Física |
Q1828046 Física
Considere uma máquina térmica operando conforme um ciclo de Carnot. Em cada ciclo, a máquina cede ao ambiente um trabalho equivalente a 2.000J. Sabe-se que a temperatura da fonte quente é de 177ºC e a temperatura da fonte fria é de 27ºC. Com esses dados, é correto determinar o rendimento da máquina e a quantidade de calor fornecida pela fonte quente como sendo
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Para resolver essa questão é preciso lembrar das fórmulas utilizadas para calcular a eficiência térmica:

e = energia utilizada/ energia adquirida = W/Q_{Q}

que para máquinas de Carnot também pode ser escrita como

e = 1 - T_{F}/T_{Q}.

Primeiro, calcula-se a eficiência utilizando as temperaturas conhecidas,

e = 1 - 27/177 = 1/3 = 0,333...

que equivale a 33%, em seguida, substitui-se o valor de e para encontrar a quantidade de calor requerida,

Q_{Q} = W/e = 6000J.

Alternativa correta: B

W=2.000J N=1-Tf/Tq N=1-300/450 N=1-1/3 ou 33% temos o rendimento.

Tq=177°c +273= 450 k N=W/Q1 1/3=2.000/Q1 Q1=6.000J temos a quantidade de calor fornecida.

Tf= 27° + 273= 300 k

N=?

Q1=?

Resposta letra B

Lembrando as formulas para calcular a eficiência:

1 - e= 1- (T_f/T_q) ;

2- e= W/Q_q ;

onde W é o trabalho que a máquina cede ao ambiente, Q_q é a quantidade de calor fornecida pela fonte quente, T_f é a temperatura da fonte fria e T_q é a temperatura da fonte quente. As temperaturas devem estar em Kelvin logo: T_f= 27+273=300K e T_q= 177+ 273= 450K

Utilizado a expressão 1:

e= 1 - (300/450) = 1- (2÷3) = 1/3 = 0,33 logo 33%

utilizando a expressão 2 teremos:

e= w/Q_q

1/3= 2000/Q_q

Q_q= 2000x3

Q_q= 6000J

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