Gabarito disponível
Uma máquina térmica realiza a cada ciclo um trabalho de 8 x 10² J, com uma eficiência de 20%. Considerando que essa máquina opere segundo um ciclo de Carnot, com a fonte fria a uma temperatura de 300 K, qual é a temperatura da fonte quente e quanto calor é cedido para a fonte fria, respectivamente?
Resolução comentada
Th = 375 K e Qc = 3200 J.
Em Carnot, η = 1 − Tc/Th, então 0,2 = 1 − 300/Th e Th = 375 K. Com η = W/Qh, Qh = 800/0,2 = 4000 J e Qc = Qh − W = 3200 J.
Análise das alternativas
B) 4000 J é o calor da fonte quente, não o cedido à fria. C) e D) usam Th = 400 K, o que implicaria η = 25%. E) 750 K daria η = 60%.
Referência: Termodinâmica: ciclo de Carnot
Resolução comentada do VaiConcursos.