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FÍSICA Questão 10] Uma máquina térmica opera, recebendo 800 J de calor a cada ciclo, realizando, assim, 400 J de trabalho. Calcule o valor aproximado do rendimento dessa máquina térmica, em porcentagem, e assinale a alternativa correta: a) 40% b) 80% C) 20% d) 30% e) 50%​

Sagot :

Kin07

Com o cálculo realizado podemos afirmar que o rendimento da máquina térmica é de [tex]\large \boldsymbol{ \textstyle \sf \eta = 50\% }[/tex] e sendo alternativa correta a letra E.

A Segunda Lei da Termodinâmica trata da transferência de energia térmica.

Máquinas Térmicas:

  • recebem calor de uma fonte de alta temperatura;
  • convertem parte deste calor em trabalho;
  • rejeitam o calor restante para um sumidouro a baixa temperatura.

O rendimento dessa máquina térmica pode ser expresso pela razão entre a energia útil ( trabalho ) e a energia total representada pelo calor retirado da fonte quente ( [tex]\boldsymbol{ \textstyle \sf Q_H }[/tex] ):

[tex]\large \boxed{ \boldsymbol{ \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{\mathcal{ \ T}}{E} $ }}}[/tex]

Sendo que:

[tex]\large \boldsymbol{ \textstyle \sf \eta \to }[/tex] rendimento da máquina [ % ];

[tex]\large \boldsymbol{ \textstyle \sf \mathcal{ \ T} \to }[/tex] trabalho útil [ J ];

[tex]\large \boldsymbol{ \textstyle \sf E = Q_H \to }[/tex] calor absorvido pela fonte quente [ J ].

Dados fornecido pelo enunciado:

[tex]\large \displaystyle \sf \begin{cases} \sf Q_H = 800\: J \\ \sf \mathcal{ \ T} = 400 \: J\\ \sf \eta = \:?\: \% \end{cases}[/tex]

O rendimento das máquinas térmicas pode ser cálculo por:

[tex]\large \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{\mathcal{ \ T}}{E} $ }[/tex]

[tex]\large \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{400\: J}{ Q_H} $ }[/tex]

[tex]\large \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{4\backslash\!\!\!{ 0} \backslash\!\!\!{0}\: \backslash\!\!\!{J} }{ 8\backslash\!\!\!{ 0} \backslash\!\!\!{0}\: \backslash\!\!\!{J}} $ }[/tex]

[tex]\large \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{ \diagup\!\!\!{ 4\:}^1}{\diagup\!\!\!{ 8}\: ^2 } $ }[/tex]

[tex]\large \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{1}{2} $ }[/tex]

[tex]\large \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{1 \cdot 50}{2 \cdot 50} $ }[/tex]

[tex]\large \displaystyle \sf \text {$ \sf \eta = \dfrac{50}{100} $ }[/tex]

[tex]\large \boxed{ \boxed{ \boldsymbol{ \displaystyle \text {$ \sf \eta = 50\% $ } }} }[/tex]

Alternativa correta é a letra E.

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