Antes de analisarmos as afirmações, vale lembrar que a máquina de maior rendimento possível, denominada máquina ideal, é a que segue o ciclo de Carnot, cujo rendimento é dado por 1 - Tf/Tq (Tq - temperatura da fonte quente.; Tf - temperatura da fonte fria)
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Afirmação 1 - CORRETA
O maior rendimento possível para uma máquina operando entre essas temperaturas é 1 - 300/700 ~ 57,1%
Portanto, a máquina real poderá ter um rendimento de 40%
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Afirmação 2 - ERRADA
O rendimento da máquina ideal nessa situação é de 50%, com a máquina real rendendo 40% disso. Temos então um rendimento de 20% para a máquina real.
O rendimento pode ser calculado por 1 - Qf/Qq
Segue que 0,2 = 1 - 0,8/Qf, Resultando em Qf = 1 kJ
por definição, o rendimento é dado por T/Qq, portanto 0,2 = T/1
Segue que T = 0,2 kJ
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Afirmação 3 - CORRETA
O rendimento da máquina real é dado por 1 - Qf/Qq
Portanto, tempos um rendimento de 60%.
Como isso é 80% do ideal, segue que o rendimento ideal é de 75%.
Por outro lado, uma máquina ideal operando entre as temperaturas de 250 K (-23 ºC) e 1000 K (727 ºC) tem um rendimento de 1 - 250/1000 = 75%, o que corresponde ao obtido anteriormente.