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Eletromagnetismo

Colégio Objetivo
Uma máquina de Carnot, cuja fonte fria está a 15K de temperatura, tem eficiéncia de 35%.
A temperatura da fonte quente deve ser aumentada em quantos graus Kelvin, aproximadamente, para que a eficiéncia suba para 50%?
(A) 7 K
(B) 15 K
(C) 23 K
(D) 30 K
(E) 53 K
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Estudando com Questões

ontem

Respostas

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ontem

Para resolver essa questão, precisamos usar a fórmula da eficiência de uma máquina de Carnot, que é dada por: \[ \eta = 1 - \frac{T_f}{T_q} \] onde: - \(\eta\) é a eficiência, - \(T_f\) é a temperatura da fonte fria (em Kelvin), - \(T_q\) é a temperatura da fonte quente (em Kelvin). Dado que a temperatura da fonte fria \(T_f\) é 15 K e a eficiência inicial é 35% (ou 0,35), podemos encontrar a temperatura da fonte quente inicial \(T_q\): \[ 0,35 = 1 - \frac{15}{T_q} \] Resolvendo para \(T_q\): \[ \frac{15}{T_q} = 1 - 0,35 = 0,65 \] \[ T_q = \frac{15}{0,65} \approx 23,08 \text{ K} \] Agora, para a nova eficiência de 50% (ou 0,50): \[ 0,50 = 1 - \frac{15}{T_q'} \] Resolvendo para \(T_q'\): \[ \frac{15}{T_q'} = 1 - 0,50 = 0,50 \] \[ T_q' = \frac{15}{0,50} = 30 \text{ K} \] Agora, precisamos calcular o aumento na temperatura da fonte quente: \[ \Delta T = T_q' - T_q = 30 \text{ K} - 23,08 \text{ K} \approx 6,92 \text{ K} \] Arredondando, temos que a temperatura da fonte quente deve ser aumentada em aproximadamente 7 K. Portanto, a alternativa correta é: (A) 7 K.

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