máquina térmica, ciclo de Carnot, rendimento e calor

Considere as seguintes afirmações sobre uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes de calor, uma a 27 ºC e a outra a 57 ºC.

( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 52%

( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso a máquina receba 5000 J da fonte quente, rejeitará 1000 J para a fonte fria. 

( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso a máquina receba 5000 J da fonte quente, rejeitará 4500 J para a fonte fria.

( ) O rendimento dessa máquina irá aumentar se houver aumento da diferença de temperatura entre as fontes de calor.


Atribuindo-se verdadeiro (V) ou falso (F) para cada uma das afirmações, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 

a)  V – F – V – F 
b)  V – V – V – F 
c)  F – F – V – F 
d)  F –F –V –V

Gabarito: letra d

Tens certeza do gabarito?

ηcarnot = 1 - Tf/Tq = 1 - 300/330 = 30/330 = 0,09 (Aproximadamente 10%)

Caso a máquina receba Qq = 5000 J --> η = Wciclo/Qq --> 10% = Wciclo/5000 --> Wciclo = 500J 
Como Qq = Wciclo - Qf --> 5000 = 500 + Qf --> Qf = 4500J

ηcarnot é o maior rendimento possível de uma máquina, portanto ele não aumenta.

Resposta: c (F - F - V - F)

Eu havia calculado o mesmo rendimento de 0,09. Mas achei a aproximação da banca para 10% meio grosseira (9% me parece mais adequado). Então postei a questão para checar se mais pessoas achariam 0,09.

Muito obrigado por sua ajuda.

Uma observação: se eu alterar as temperaturas das fontes do ciclo de Carnot, o rendimento de Carnot vai assumir um rendimento máximo diferente. Então no caso da última afirmação, o rendimento pode aumentar sim

Eu não entendi o pq a diferença aumentando a rendimento vai aumentar eu pensei o contrário.

Oziel, 

Fórmula: n = 1-(Tf/Tq)
Sabe-se que: Tq > Tf

Situações em que (Tq-Tf) aumenta
I) Tq aumenta e Tf não muda ---> Tf/Tq diminui ---> n aumenta
II) Tq não muda e Tf diminui ---> Tf/Tq diminui ---> n aumenta
III) Tq aumenta e Tf diminui ---> Tf/Tq diminui ---> n aumenta
IV) Tq aumenta mais que Tf ---> Tf/Tq diminui ---> n aumenta
V) Tq diminui menos que Tf ---> Tf/Tq diminui ---> n aumenta