Física II ⇒ (UESB) Máquinas Térmicas

[leonardodlc]

A máquina térmica é um dispositivo capaz de converter calor em trabalho e é constituída por dois reservatórios a temperaturas distintas.

Com relação às máquinas térmicas e à Segunda Lei da Termodinâmica, é correto afirmar:

a)As máquinas térmicas de Carnot são utilizadas para converter energia mecânica totalmente em trabalho.
b)Uma máquina térmica tem maior eficiência quando transforma menos calor em trabalho, rejeitando assim mais calor para a fonte fria.
c)Uma máquina térmica que realiza um trabalho de 20,0kJ, quando lhe é fornecida uma quantidade de calor igual a 25,0kJ, apresenta um rendimento de 78%.
d)Uma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixas e distintas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, se estiver operando entre essas mesmas temperaturas.
e)Qualquer máquina térmica real que opera entre um reservatório térmico de temperatura T1 e um reservatório de temperatura T2, com T1 > T2 tem rendimento menor do que qualquer máquina térmica reversível que opera entre reservatórios térmicos com as mesmas temperaturas T1 e T2.

A segunda máquina térmica abordada na letra "e" seria uma idealização ? Não entendi a menção a reservatórios térmicos com as mesmas temperaturas.

Resposta

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Resposta letra "e"

[Ósmio]

Olá leonardodlc,

a) É calor, não energia mecânica.

b) Rendimento:

[tex3]\eta =\frac{W_{útil}}{Q_{fornecido}}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\eta =\frac{W_{útil}}{Q_{fornecido}}[/tex3]

Quanto maior for o trabalho realizado pela mesma quantidade de calor, maior será seu rendimento (eficiência, nesse caso).

c) [tex3]\eta =\frac{W_{útil}}{Q_{fornecido}}=\frac{20}{25}=0,8=80\%[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\eta =\frac{W_{útil}}{Q_{fornecido}}=\frac{20}{25}=0,8=80\%[/tex3]

d) Não existe máquina que tenha rendimento maior que uma de Carnot porque nesse processo não há perdas de calor; todo o calor fornecido será convertido em trabalho.

e) Correta. Peguemos uma máquina térmica real; parte de seu calor será convertido em trabalho e o resto em energia interna. Já numa máquina ideal (processo reversível isotérmico, onde ocorre trabalho máximo), esse calor não é convertido em energia interna. Conclusão, uma máquina térmica real tem um rendimento menor que o rendimento calculado pelo ciclo de Carnot.

Reservatórios térmicos nadas mais são que fontes quente e fonte fria. Analisando o enunciado, podemos concluir que a fonte quente tem temperatura T1 e a fria, T2. A questão quis dizer que quando comparamos o rendimento real da máquina com o teórico nas mesmas temperaturas de fontes quente e fria, o rendimento real será menor que o ideal.