A figura mostra uma máquina térmica em que a caldeira funciona como a fonte quente e o condensador como a fonte fria. a) Considerando que, a cada m...

a) Para calcular o rendimento da máquina térmica, utilizamos a fórmula: Rendimento = (Trabalho útil / Calor fornecido pela fonte quente) * 100% Sabendo que o trabalho útil é igual à diferença entre o calor fornecido pela fonte quente e o calor rejeitado para a fonte fria, temos: Trabalho útil = Calor fornecido pela fonte quente - Calor rejeitado para a fonte fria No caso, o calor fornecido pela fonte quente é de 1,6 × 10^9 J e o calor rejeitado para a fonte fria é de 1,2 × 10^9 J. Substituindo na fórmula, temos: Rendimento = ((1,6 × 10^9 J - 1,2 × 10^9 J) / 1,6 × 10^9 J) * 100% Rendimento = (0,4 × 10^9 J / 1,6 × 10^9 J) * 100% Rendimento = 0,25 * 100% Rendimento = 25% Portanto, o rendimento dessa máquina térmica é de 25%. b) Para calcular a razão entre a quantidade de calor retirada pela água de refrigeração e a quantidade de calor recebida pelo condensador, utilizamos a fórmula: Razão = Calor retirado pela água de refrigeração / Calor recebido pelo condensador Sabendo que a quantidade de calor retirada pela água de refrigeração é igual à massa de água de refrigeração multiplicada pela variação de temperatura e pelo calor específico da água, temos: Calor retirado pela água de refrigeração = massa de água de refrigeração * variação de temperatura * calor específico da água No caso, a massa de água de refrigeração é de 6,0 × 10^3 kg, a variação de temperatura é de 20ºC e o calor específico da água é de 4,0 × 10^3 J/(kg ⋅ ºC). Substituindo na fórmula, temos: Calor retirado pela água de refrigeração = 6,0 × 10^3 kg * 20ºC * 4,0 × 10^3 J/(kg ⋅ ºC) Calor retirado pela água de refrigeração = 4,8 × 10^5 J A quantidade de calor recebida pelo condensador é de 1,2 × 10^9 J. Substituindo na fórmula, temos: Razão = 4,8 × 10^5 J / 1,2 × 10^9 J Razão = 0,4 Portanto, a razão entre a quantidade de calor retirada pela água de refrigeração e a quantidade de calor recebida pelo condensador é de 0,4.