Em um experimento teórico sobre a eficiência de máquinas tér...

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Q3128423 Física
Em um experimento teórico sobre a eficiência de máquinas térmicas, um pesquisador discute os limites impostos pelas Leis da Termodinâmica para a conversão de calor em trabalho. Ele considera hipoteticamente uma máquina térmica que opera entre uma fonte quente a 500 K e uma fonte fria a 300 K. Se a máquina hipotética fosse desenhada para funcionar com eficiência maior que uma máquina de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas, qual das afirmativas melhor descreve as implicações dessa hipótese em relação às Leis da Termodinâmica?
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Letra D

R = 1 – 300/500 = 1 – 0,6 = 0,4 x 100% = 40%

Para melhorar esse rendimento, tal máquina deve operar segundo o Ciclo de Carnot (uma expansão térmica seguida de uma expansão adiabática; depois uma compressão isotérmica seguida de uma compressão adiabática) mas não pode superar o rendimento da máquina Carnot. No máximo pode se igualar.

Letra A: é impossível atingir o zero Kelvin.

Letra B: pela Primeira Lei o calor recebido pode ser até igual, mas nunca maior. O calor recebido é a soma da trabalho com a energia interna. Se a energia interna for zero (isotérmica) o calor será igual ao trabalho.

Letra C: não há uma fonte teórica infinita de calor. Para ter um rendimento de 100% (R = 1 – Tf/Tq) a temperatura da fonte fria deveria ser de zero Kelvin, isso é impossível pela segunda lei.

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