Uma máquina térmica opera entre duas fontes térmicas, recebendo 500 J de calor da fonte quente e realizando…

Questão

Uma máquina térmica opera entre duas fontes térmicas, recebendo 500 J de calor da fonte quente e realizando 200 J de trabalho. Calcule a eficiência da máquina térmica e explique o que isso significa em termos de energia transformada.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

A eficiência é definida como ? = W/Q_in, onde W é o trabalho realizado e Q_in é o calor recebido. Assim, ? = 200 J / 500 J = 0,4 ou 40%. Isso significa que 40% da energia recebida é convertida em trabalho, enquanto o restante é perdido como calor.

Explicação

A eficiência é calculada pela razão entre o trabalho realizado e o calor recebido, refletindo a capacidade da máquina de transformar energia térmica em trabalho útil. Um valor de 40% indica que apenas uma parte da energia é aproveitada, enquanto a maior parte é dissipada, geralmente na forma de calor. Isso evidencia a limitação das máquinas térmicas em converter toda a energia recebida em trabalho, conforme os princípios da termodinâmica.

Raio-X da questão

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