Ed
ano passado
Para responder a sua pergunta, vamos analisar cada parte do problema. (a) A quantidade de calor cedido (QC) pelas duas máquinas: Para a máquina A: - Calor recebido (QaH) = 1500 J - Trabalho realizado (WA) = 300 J - Portanto, o calor cedido (QC_A) é dado por: \[ QC_A = QaH - WA = 1500 J - 300 J = 1200 J \] Para a máquina B: - Calor recebido (QBH) = 2000 J - Trabalho realizado (WB) = 600 J - Portanto, o calor cedido (QC_B) é dado por: \[ QC_B = QBH - WB = 2000 J - 600 J = 1400 J \] (b) A variação da entropia do universo formado pelo reservatório e a máquina A operando em ciclo: A variação da entropia (ΔS) é dada por: \[ \Delta S = \frac{QC}{T} \] Para a máquina A, o calor cedido é 1200 J e a temperatura do reservatório (T2) é 300 K: \[ \Delta S_A = \frac{1200 J}{300 K} = 4 J/K \] (c) A variação da entropia do universo formado pelo reservatório e a máquina B operando em ciclo: Para a máquina B, o calor cedido é 1400 J e a temperatura do reservatório (T2) é 300 K: \[ \Delta S_B = \frac{1400 J}{300 K} = \frac{14}{3} \approx 4.67 J/K \] (d) Para determinar qual máquina é factível, devemos considerar a eficiência de cada uma e a variação da entropia. A eficiência (η) é dada por: \[ \eta = \frac{W}{QH} \] Para a máquina A: \[ \eta_A = \frac{300 J}{1500 J} = 0.2 \text{ ou } 20\% \] Para a máquina B: \[ \eta_B = \frac{600 J}{2000 J} = 0.3 \text{ ou } 30\% \] A máquina B tem uma eficiência maior e, além disso, a variação da entropia do universo é maior para a máquina B, o que indica que ela é mais eficiente em termos de produção de trabalho em relação ao calor recebido. Portanto, a máquina B é a que se mostra factível.
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