Respuesta :
Para calcular la eficiencia del motor y el calor desechado en cada ciclo, podemos utilizar el primer principio de la termodinámica, que establece que la energía total de un sistema se conserva.
El primer principio de la termodinámica establece que la energía suministrada a un sistema en forma de calor (Q) es igual al trabajo realizado por el sistema (W) más el cambio en la energía interna del sistema (ΔU):
Q = W + ΔU
En este caso, se nos proporciona que se suministran 11500 J de calor (Q) y se aplica un trabajo de 1550 J (W).
Para calcular el cambio en la energía interna del sistema (ΔU), podemos utilizar la ecuación:
ΔU = Q - W
Sustituyendo los valores proporcionados, tenemos:
ΔU = 11500 J - 1550 J
ΔU = 9950 J
La eficiencia del motor se define como la relación entre el trabajo realizado por el motor y el calor suministrado al motor:
Eficiencia = W / Q
Sustituyendo los valores proporcionados, tenemos:
Eficiencia = 1550 J / 11500 J
Eficiencia ≈ 0.135
Por lo tanto, la eficiencia del motor es aproximadamente 0.135, lo que significa que el motor convierte aproximadamente el 13.5% del calor suministrado en trabajo útil.
El calor desechado en cada ciclo se puede calcular restando el trabajo realizado por el motor al calor suministrado:
Calor desechado = Q - W
Calor desechado = 11500 J - 1550 J
Calor desechado = 9950 J
Por lo tanto, en cada ciclo, se desecha aproximadamente 9950 J de calor.
Estos cálculos se basan en el principio de conservación de la energía y el experimento de Joule, que demostró la equivalencia entre el trabajo mecánico y el calor.
