Uma máquina térmica, que opera segundo o ciclo de Carnot, retira calor de uma fonte quente, cuja temperatura é 127ºC, e rejeita calor para uma fonte fria à temperatura T_F. Considerando que seu rendimento é 60% e que o calor rejeitado para a fonte fria em um ciclo é 200J, a temperatura T_F da fonte fria e o calor retirado da fonte quente são, respectivamente:

Resposta

A alternativa correta é a letra E) -113°C e 500J.

Para entender melhor essa resposta, vamos analisar o problema. Temos uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Carnot, retirando calor de uma fonte quente a 127°C e rejeitando calor para uma fonte fria a uma temperatura T_F. O rendimento da máquina é de 60%, e o calor rejeitado para a fonte fria em um ciclo é de 200J.

Para encontrar a temperatura T_F da fonte fria e o calor retirado da fonte quente, podemos utilizar as fórmulas do ciclo de Carnot. O rendimento da máquina térmica é dado por:

$$eta = 1 - frac{T_F}{T_H}$$

Onde η é o rendimento, T_F é a temperatura da fonte fria e T_H é a temperatura da fonte quente. Substituindo os valores dados, temos:

$$0,6 = 1 - frac{T_F}{127}$$

Resolvendo para T_F, encontramos:

$$T_F = 127 cdot (1 - 0,6) = -113°C$$

Agora, podemos encontrar o calor retirado da fonte quente. O calor rejeitado para a fonte fria é de 200J, e o rendimento da máquina é de 60%. Isso significa que o calor retirado da fonte quente é:

$$Q_H = frac{Q_F}{0,6} = frac{200}{0,6} = 500J$$

Portanto, a alternativa correta é a letra E) -113°C e 500J.