(FAMERP 2017) - QUESTÃO

A figura representa o diagrama de fluxo de energia de uma máquina térmica que, trabalhando em ciclos, retira calor (Q₁) de uma fonte quente. Parte dessa quantidade de calor é transformada em trabalho mecânico (τ) e a outra parte (Q₂) transfere-se para uma fonte fria. A cada ciclo da máquina, Q₁ e Q₂ são iguais, em módulo, respectivamente, a 4 × 10³ J e 2,8 × 10³ J.

Sabendo que essa máquina executa 3000 ciclos por minuto, calcule:

a) o rendimento dessa máquina

b) a potência, em watts, com que essa máquina opera.

Resolução:                                                                                                                                            

b) Considere-se que a potência pedida no enunciado seja a potência útil. Como a máquina realiza 3000 ciclos por minuto, a quantidade de energia útil fornecida pela máquina é:
E_útil  =  3 · 10³ · 1,2 · 10³ J = 3,6 · 10⁶ J, em 1 minuto, ou seja, em 60 s.
Dessa forma, a potência útil da máquina será: