Exemplo-34

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2. Eficiência Térmica 
A eficiência térmica é um conceito fundamental na termodinâmica, usado para medir a 
capacidade de um sistema ou máquina de converter energia térmica em trabalho útil. Em outras 
palavras, a eficiência térmica indica quão bem um sistema aproveita o calor disponível para 
realizar trabalho. Esse conceito é central no estudo de motores térmicos, sistemas de 
refrigeração, usinas de energia e em várias outras aplicações tecnológicas. 
Em termos gerais, a eficiência térmica (η\etaη) de um sistema pode ser expressa como a razão 
entre o trabalho útil realizado e o calor fornecido ao sistema. A fórmula básica para calcular a 
eficiência térmica é: η=Trabalho uˊtilCalor fornecido=WQin\eta = \frac{\text{Trabalho 
útil}}{\text{Calor fornecido}} = \frac{W}{Q_{\text{in}}}η=Calor fornecidoTrabalho uˊtil
=QinW 
WWW é o trabalho útil realizado pelo sistema, 
• QinQ_{\text{in}}Qin é a quantidade de calor fornecido ao sistema. 
Em motores térmicos, como o motor a combustão interna usado em carros ou o motor a 
vapor em usinas termelétricas, a energia fornecida pelo combustível é convertida em calor, e 
parte desse calor é transformada em trabalho mecânico. No entanto, devido a perdas inevitáveis, 
nem todo o calor gerado é convertido em trabalho. 
A eficiência dos motores térmicos é sempre inferior a 100%, porque sempre há perdas de calor 
para o ambiente. Por exemplo, em um motor a combustão interna, parte do calor gerado pela 
queima do combustível é dissipado no sistema de escape, nas partes do motor e até mesmo no 
fluido de resfriamento (água ou óleo). 
O Ciclo de Carnot é um modelo teórico que estabelece a eficiência máxima possível para um 
motor térmico que opere entre duas temperaturas: a temperatura de uma fonte quente e a de 
uma fonte fria. Esse ciclo idealizado serve como um padrão teórico para todos os motores 
térmicos, e nenhuma máquina real pode ultrapassar a eficiência do ciclo de Carnot. 
A eficiência do ciclo de Carnot é dada pela seguinte fórmula: 
ηCarnot=1−TfriaTquente\eta_{\text{Carnot}} = 1 - 
\frac{T_{\text{fria}}}{T_{\text{quente}}}ηCarnot=1−TquenteTfria 
Questões: A eficiência térmica de um sistema é definida como a razão entre: a) O calor 
fornecido e o trabalho realizado. 
b) O trabalho realizado e o calor fornecido ao sistema. 
c) A quantidade de combustível queimado e o calor gerado. 
d) O calor perdido e a temperatura do sistema. 
Resposta correta: b) O trabalho realizado e o calor fornecido ao sistema. 
1. O ciclo de Carnot é um modelo teórico utilizado para: a) Definir a eficiência máxima de 
um motor térmico. 
b) Calcular a quantidade de combustível queimado em um motor. 
c) Estabelecer a eficiência de um sistema elétrico. 
d) Determinar o calor perdido em um motor a combustão. 
Resposta correta: a) Definir a eficiência máxima de um motor térmico.