Máquina
Medidas
Para pensar
Um motor recebe calor da fonte quente, transforma uma parte em trabalho e joga o resto na fonte fria: Qq = W + Qf (primeira lei, conservação da energia). Nenhuma máquina transforma todo o calor em trabalho (segunda lei): o máximo possível é o rendimento de Carnot, 1 − Tf/Tq, com as temperaturas em kelvin.
A geladeira faz o calor ir do frio para o quente, o contrário do natural. Para isso ela gasta trabalho (o compressor, ligado na tomada): tira Qf de dentro e joga Qq = Qf + W na cozinha, pela grade atrás. Por isso deixar a porta aberta não esfria a cozinha: esquenta.
No gráfico, a linha tracejada é a máquina ideal (Carnot) e a cheia é a sua máquina. Um motor de carro aproveita só cerca de 25% a 30% da energia do combustível; uma termelétrica, cerca de 35% a 45%. O resto vira calor no ambiente.
Tipos de desafio
Sorteados entre: rendimento, rendimento máximo de Carnot (em kelvin), primeira lei (ΔU = Q − W) e segunda lei no dia a dia. Cada resposta fica registrada para o seu professor.
Fórmulas
Qq = W + Qf
η = W/Qq
Carnot: ηmáx = 1 − Tf/Tq (T em K = °C + 273)
ΔU = Q − W