Question

A segunda lei da termodinâmica pode ser usada paraavaliar propostas de construção de equipamentos everifi car se o projeto é factível, ou seja, se é realmentepossível de ser construído. Considere a situação emque um inventor alega ter desenvolvido um equipamentoque trabalha segundo o ciclo termodinâmico de potênciamostrado na fi gura. O equipamento retira 800 kJ deenergia, na forma de calor, de um dado local que seencontra na temperatura de 1000 K, desenvolve umadada quantidade líquida de trabalho para a elevaçãode um peso e descarta 300 kJ de energia, na formade calor, para outro local que se encontra a 500 K detemperatura. A efi ciência térmica do ciclo é dada pelaequação fornecida.Nessa situação, a alegação do inventor éA correta, pois a efi ciência de seu equipamento é de50% e é menor do que a efi ciência teórica máxima.B incorreta, pois a efi ciência de seu equipamento é de50% e é maior do que a efi ciência teórica máxima.C correta, pois a efi ciência de seu equipamento é de62,5% e é menor do que a efi ciência teórica máxima.D incorreta, pois a efi ciência de seu equipamento é de62,5% e é maior do que a efi ciência teórica máxima.E incorreta, pois a efi ciência de seu equipamento é de62,5% e é menor do que a efi ciência teórica máxima.

#ENADE

Answer 1

Letra (D) incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é maior do que a eficiência teórica máxima

Precisamos analisar o local onde temos energia e como foi utilizado.

Sabemos que a máquina em questão irá retirar 800 kJ de energia do reservatório quente. A temperatura desse reservatório é igual a 1000 [K].

O trabalho realizado será igual a 500 kJ, e 300 kJ é mandado para o reservatório frio.

Sabemos que pela segunda Lei da Termodinâmica nem toda energia será transformada em trabalho por causa da eficiência.

n = W / Qh = 1 - Qc/Qh

n = 1 - 3/8

n = 62,5%

Agora pelo trabalho temos que:

n = 1 - Tc/Th

n = 1 - 5/10

n = 50%

Pela demonstração podemos provar que a alegação do inventor é incorreta, a eficiência teórica não pode ser menor que a eficiência da máquina.