2. Um ciclo de Carnot operando entre duas fontes de calor possui temperatura da fonte quente igual a 400 K e temperatura da fonte fria igual a 300 K. Nesse ciclo, a quantidade de energia recebida é igual a 1.200 calorias. Qual a quantidade de calor rejeitado?
a. 900
b. 450
c. 300
d. 750
e. 600
Ed
ontem
Para resolver essa questão, podemos usar a eficiência do ciclo de Carnot, que é dada pela fórmula: \[ \eta = 1 - \frac{T_f}{T_q} \] onde \(T_f\) é a temperatura da fonte fria e \(T_q\) é a temperatura da fonte quente. Substituindo os valores: \[ \eta = 1 - \frac{300}{400} = 1 - 0,75 = 0,25 \] Isso significa que 25% da energia recebida é convertida em trabalho, e 75% é rejeitada como calor. A quantidade de calor rejeitado (\(Q_f\)) pode ser calculada pela relação: \[ Q_f = Q_q - W \] onde \(Q_q\) é a quantidade de calor recebida e \(W\) é o trabalho realizado. Sabemos que: \[ W = \eta \cdot Q_q \] Substituindo \(Q_q = 1200\) calorias: \[ W = 0,25 \cdot 1200 = 300 \text{ calorias} \] Agora, substituindo na fórmula do calor rejeitado: \[ Q_f = 1200 - 300 = 900 \text{ calorias} \] Portanto, a quantidade de calor rejeitado é: a. 900