Gabarito disponível
Uma máquina a vapor opera em ciclos retirando energia térmica de uma caldeira, transformando parte em trabalho mecânico e liberando a energia térmica não aproveitada no ar atmosférico. A cada ciclo, essa máquina recebe da caldeira 2 000 J de energia térmica. Se essa máquina operasse segundo o ciclo de Carnot de forma que a expansão isotérmica ocorresse a 227 ºC e a compressão isotérmica a 27 ºC, o trabalho mecânico realizado por ela, em cada ciclo, seria de
Resolução comentada
Trabalho de uma máquina de Carnot entre 227 ºC e 27 ºC.
Em kelvin, T quente = 500 K e T fria = 300 K. O rendimento é η = 1 − 300/500 = 0,4. O trabalho é W = 0,4 × 2000 = 800 J.
Análise das alternativas
B (400 J) usaria η = 0,2. C (1200 J) usaria η = 0,6, que é a razão Tf/Tq e não o rendimento. D (600 J) e E (1000 J) não correspondem a nenhum rendimento calculado com as temperaturas em kelvin.
Referência: Termodinâmica: ciclo de Carnot, η = 1 − Tf/Tq.
Resolução comentada do VaiConcursos.