4. (Udesc) Uma máquina a vapor foi projetada para operar entre duas fontes térmicas, a fonte quente e a fonte fria, e para trabalhar segundo o cic...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a fórmula do rendimento máximo de uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Carnot: η = 1 - Tf/Tq Onde: - η é o rendimento máximo da máquina - Tf é a temperatura da fonte fria - Tq é a temperatura da fonte quente Sabemos que o rendimento máximo é igual a 0,25 e que a temperatura da fonte quente é de 127°C. Substituindo esses valores na fórmula, podemos encontrar a temperatura da fonte fria: 0,25 = 1 - Tf/127 Tf/127 = 0,75 Tf = 0,75 x 127 Tf = 95,25°C Agora que conhecemos a temperatura da fonte fria, podemos calcular o trabalho realizado pela máquina por ciclo, utilizando a fórmula: W = Qq - Qf Onde: - W é o trabalho realizado pela máquina por ciclo - Qq é o calor absorvido pela máquina da fonte quente - Qf é o calor cedido pela máquina para a fonte fria Sabemos que a máquina retira 600 J de calor da fonte quente a cada ciclo. Para encontrar o calor cedido para a fonte fria, podemos utilizar a fórmula do rendimento: η = W/Qq 0,25 = W/600 W = 0,25 x 600 W = 150 J Agora que conhecemos o trabalho realizado pela máquina por ciclo, podemos verificar qual das alternativas apresentadas corresponde aos valores encontrados: a) 240 J e 95°C - incorreta b) 150 J e 27°C - correta c) 15 J e 95°C - incorreta d) 90 J e 27°C - incorreta e) 24 J e 0°C - incorreta Portanto, a alternativa correta é a letra b) 150 J e 27°C.