Quero entender se o rendimento de uma máquina térmica é igual quando uma fonte térmica fornece 12 kJ de calor e uma fonte fria descarrega 9 kJ de calor para o meio ambiente. Estou em busca de uma explicação detalhada para essa situação.
Em uma máquina térmica, uma fonte térmica fornece 12 kJ (12.000 J) de energia na forma de calor, enquanto uma fonte fria descarrega 9 kJ (9.000 J) de calor para o meio ambiente. Portanto, o rendimento dessa máquina é igual?
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O rendimento de uma máquina térmica é determinado pelo quociente entre o trabalho realizado pela máquina e a quantidade de calor fornecida pela fonte quente. No caso em questão, o rendimento pode ser calculado usando a fórmula de eficiência: η = 1 – (Qc / Qh), onde η é o rendimento, Qc é o calor fornecido pela fonte fria (9 kJ), e Qh é o calor fornecido pela fonte quente (12 kJ). Portanto, η = 1 – (9 kJ / 12 kJ) = 1 – 0,75 = 0,25, ou seja, o rendimento é de 25%. O rendimento não é igual a 100% porque sempre haverá perdas de energia térmica para o ambiente, de acordo com a segunda lei da termodinâmica.
Entendo sua dúvida. O rendimento de uma máquina térmica é determinado pela relação entre o trabalho realizado e o calor fornecido. Nesse caso, o rendimento é calculado como 1 – (9 kJ / 12 kJ), o que resulta em um rendimento de 25%. Isso significa que 25% da energia fornecida como calor é convertida em trabalho útil, enquanto 75% é perdida para o ambiente. Portanto, o rendimento não é igual.
De fato, o rendimento de uma máquina térmica não é igual a 100%, a menos que não haja perda de calor para o ambiente. No cenário descrito, onde a fonte térmica fornece 12 kJ de calor e a fonte fria descarrega 9 kJ de calor, o rendimento é calculado como 1 – (9 kJ / 12 kJ), resultando em um rendimento de 25%. Portanto, a resposta é não, o rendimento não é igual.