Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão, poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter 100% de rendimento.Tal limitação ocorre porque essas máquinas *
a) realizam trabalho mecânico.
b) produzem aumento da entropia.
c) utilizam transformações adiabáticas.
d) contrariam a lei da conservação de energia.
e) funcionam com temperatura igual à da fonte quente.
Soluções para a tarefa
Resposta:
letra b
Explicação:
Feita a leitura, vamos à resolução.
A máquina de Carnot, à princípio, seria uma máquina térmica ideal. Isso significa que a energia interna do sistema seria constante. Não haveriam perdas como: ruído; vibrações; atrito; entre outras. Dessa maneira, a entropia do sistema seria constante. Sabemos que o ciclo é composto por quatro etapas, descritas abaixo.
1 – expansão isotérmica.
2 – expansão adiabática.
3 – compressão isotérmica.
4 – compressão adiabática.
As etapas adiabáticas possuem variação de entropia nula. Na expansão isotérmica o sistema recebe calor e a entropia aumenta. Na compressão isotérmica o sistema perde calor e a entropia diminui. Para que o sistema seja ideal, a variação de entropia da etapa de aquecimento e a variação da entropia da etapa de resfriamento devem ser iguais. Matematicamente, temos:
1
Multiplicando cruzado
2
Recuperando a fórmula do rendimento das máquinas térmicas:
3
Para a máquina de Carnot, substituindo QF/QQ
4
Essa última fórmula é a de Rendimento para a máquina de Carnot. Ela prova que uma máquina térmica não pode ser ideal. Isso porque só seria ideal se o rendimento fosse igual a 1 (100%) e isso só aconteceria caso a temperatura fria fosse igual a 0 K, o zero absoluto, correspondente a -273 °C, valor apenas teórico, nunca atingido na prática.
Então podemos verificar que uma máquina térmica, como uma locomotiva movida à vapor, nunca será ideal. Isso devido às inúmeras perdas de energia que acontecem: aquecimento do motor, ruídos, vibrações. Essas perdas que acontecem são sinônimo de aumento da entropia do sistema, aumento da desordem, e isso faz com que nem mesmo a máquina de Carnot seja ideal, ou seja, tenha um rendimento de 100%.
Resposta: Letra B!
Resposta: Letra B: produzem aumento da entropia.
Explicação: