Um motor de Carnot é projetado para operar entre 480 e 300K. Considerando que a máquina realmente produz 1,2 kJ de energia mecânica por kcal de cal...

O rendimento real de um motor de Carnot é dado pela fórmula: η = 1 - Tc/Th Onde Tc é a temperatura da fonte fria e Th é a temperatura da fonte quente. No problema, temos: Tc = 300K Th = 480K O rendimento teórico máximo é: η_max = 1 - Tc/Th = 1 - 300/480 = 0,375 = 37,5% A energia mecânica produzida por kcal de calor absorvido é de 1,2 kJ/kcal. O rendimento real é dado por: η_real = E_mecânica / (Q_quente / 1000) Onde Q_quente é a quantidade de calor absorvida pela fonte quente em kJ. Supondo que a máquina absorva 1 kcal de calor, temos: Q_quente = 1000 cal x (1 kcal / 4,184 kJ) = 239 kJ E_mecânica = 1,2 kJ/kcal x 1 kcal = 1,2 kJ η_real = 1,2 kJ / (239 kJ / 1000) = 0,005 = 0,5% Comparando o rendimento real com o rendimento teórico máximo, temos: η_real / η_max = 0,5% / 37,5% = 0,0133 Ou seja, o rendimento real é de aproximadamente 1/75 do rendimento máximo. Portanto, a alternativa correta é a letra A) 1/4 do rendimento máximo.