Exercício 46

Uma máquina térmica que realiza 20 ciclos por segundo recebe por ciclo de uma fonte quente 5000 joules de calor e realiza um trabalho útil de 1500 joules. Determine:

a) a quantidade de calor por ciclo, rejeitada para a fonte fria;

b)a potência útil da máquina;

c) o rendimento dessa máquina térmica.


Resolução:

a) Se recebe 5000 joules por ciclo e aproveita apenas 1500, ele rejeita para a fonte fria uma quantidade de calor de 5000 - 1500 = 3500 Joules.

Calor rejeitado: = 3500 Joules


b) Se realiza um trabalho útil de 1500 Joules por ciclo, e são 20 ciclos, multiplica o trabalho útil por 20.

1500 . 20 = 30000

Temos então que em um segundo ela realiza um trabalho de 30000 joules.

Para achar a potência, aplique na fórmula: P = T/t

Aplicando:

P = 30000/1

P = 30000 Watts

A potência útil da máquina é e 30000 Watts.


c) Já temos a potência útil que é de 30000 Watts. Como o trabalho total realizado pela máquina é de 5000 Joules por ciclo, e existem 20 ciclos por segundo, multiplica o trabalho total por 20 que vocÇe terá o trabalho total em um segundo.

5000.20 = 100000 J

Se realiza 100000 joules de trabalho em 1 segundo, aplicando na fórmula da potência você tem a potência total:

P = T/t
P = 100000/1
P = 100000 Watts

Como está pedindo o rendimento, o rendimento é: R = Pu/Pt

Pu = 30000W
Pt = 100000W
R = ?

Aplicando:

R = 30000/100000
R = 0,3

Multiplicando o valor por 100, você tem o rendimento em %

0,3 . 100 = 30%

O rendimento da máquina é 30%