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Uma máquina térmica funciona de modo que n mols de um gás ideal evoluam segundo o ciclo ABCDA, representado na figura. Sabendo-se que a quantidade ...

Uma máquina térmica funciona de modo que n mols de um gás ideal evoluam segundo o ciclo ABCDA, representado na figura. Sabendo-se que a quantidade de calor Q, absorvida da fonte quente, em um ciclo, é 18nRT0, onde T0 é a temperatura em A, o rendimento dessa máquina é, aproximadamente:
A) 55%
B) 44%
C) 33%
D) 22%

Essa pergunta também está no material:

fisica termodinamica gases exercicios
10 pág.

Física USP - São PauloUSP - São Paulo

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O rendimento da máquina térmica é dado pela fórmula: η = (Q - Qf) / Q Onde Q é a quantidade de calor absorvida da fonte quente e Qf é a quantidade de calor cedida para a fonte fria. Como o ciclo é ABCDA, o trabalho total realizado pela máquina é igual à área do ciclo no diagrama PV. Como o gás é ideal, a variação de energia interna é nCvΔT, onde Cv é a capacidade calorífica molar a volume constante. Como o ciclo é fechado, a variação de energia interna é zero, então: Q = W = nCvΔT A partir da lei dos gases ideais, temos que PV = nRT, onde R é a constante dos gases ideais. Como o ciclo é fechado, a variação de volume é zero, então: P1V1 = P2V2 Substituindo a lei dos gases ideais, temos: nRT1 = nRT2 T1 = T2 Portanto, a temperatura em A é igual à temperatura em C. Substituindo na fórmula de Q, temos: Q = nCv(T2 - T0) Q = nCv(T1 - T0) Q = 0 Isso significa que a máquina térmica não realiza trabalho líquido e todo o calor absorvido é cedido para a fonte fria. Portanto, o rendimento é zero. Resposta: letra E) 0%

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