η = 0,2     ou     η = 20%

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A 2ª lei da termodinâmica diz que a energia térmica de um sistema é transferida espontaneamente de modo a igualar a sua temperatura, isto é, sempre da fonte mais quente para a mais fria. Se quisermos o processo inverso devemos fornecer trabalho ao sistema.

O rendimento de uma máquina térmica é dado pela relação

[tex]\mathbf{\eta=\dfrac{\tau}{Q}}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\: ou \:\:\:\:\:\:\:\:\:\: \mathbf{\eta = 1-\dfrac{T_f}{T_q}}\\\\\eta: rendimento\\\\\tau:trabalho\\\\Q:calor\:fornecido\\\\T_f: temperatura\:da\:fonte \:fria\\\\T_q: temperatura\:da\:fonte \:quente[/tex]

No nosso caso

[tex]Q_q = 4\, 500\:J\\\\Q_f = 3\,600\:J[/tex]

O trabalho realizado pela máquina é a diferença entre o calor recebido e o calor perdido

[tex]\tau = Q_q-Q_f\\\\\tau = 4\,500-3\,600\\\\\tau = 900\:J[/tex]

Rendimento

[tex]\eta=\dfrac{\tau}{Q}\\\\\\\eta=\dfrac{900}{4\,500}\\\\\\\mathbf{\eta=0,2}\:\:\:ou\:\:\:\mathbf{\eta=20\%}[/tex]

Resposta:

Claro! Vou fornecer uma explicação mais detalhada e fazer o cálculo completo.

O rendimento de uma máquina térmica é dado pela fórmula:

Rendimento = (Trabalho realizado) / (Calor absorvido)

No caso da máquina térmica em questão, temos as seguintes informações:

Calor absorvido (Qa) = 4500 J (valor positivo, pois é absorvido da fonte quente)

Calor rejeitado (Qf) = -3600 J (valor negativo, pois é rejeitado para a fonte fria)

Para calcular o trabalho realizado, consideramos a seguinte relação:

Trabalho = Calor absorvido - Calor rejeitado

Substituindo os valores:

Trabalho = 4500 J - (-3600 J)

Trabalho = 4500 J + 3600 J

Trabalho = 8100 J

Agora podemos calcular o rendimento máximo:

Rendimento = Trabalho realizado / Calor absorvido

Rendimento = 8100 J / 4500 J

Rendimento = 1,8

Multiplicando o resultado por 100 para obter o valor em porcentagem:

Rendimento máximo = 1,8 * 100

Rendimento máximo = 180%

Portanto, o rendimento máximo dessa máquina térmica é de 180%. Isso significa que ela é capaz de converter 180% do calor absorvido em trabalho útil, enquanto os outros 20% são rejeitados para a fonte fria.

Espero que isso tenha esclarecido a sua dúvida! Caso tenha mais alguma pergunta, estou à disposição.