Question

Operando entre as temperaturas de 600 kelvin e 300 kelvin uma máquina térmica recebe 2 000 joules da fonte quente e realiza 1 200 joules de trabalho. Dessa forma, a máquina devolve 800 joules para a fonte fria. De acordo com as leis da termodinâmica, a máquina descrita acima pode existir?

Answer 1

Resposta:

Não, pois ela viola o teorema de Carnot, que diz que nenhuma máquina térmica operando entre duas dadas temperaturas pode ter rendimento maior que uma máquina de Carnot.

Explicação:

Answer 2

A máquina de carnot descrita não pode existir por seu rendimento ser maior que o máximo teórico do ciclo de Carnot.

Pode existir a máquina com esse desempenho?

A teoria indica que o máximo rendimento teórico de uma máquina de Carnot é o seguinte:

$\eta=1-\frac{T_F}{T_Q}$

Em que TF é a temperatura absoluta da fonte fria que recebe calor e TQ é a temperatura absoluta da fonte quente que fornece a energia térmica. Neste caso, o rendimento máximo é:

$\eta=1-\frac{300K}{600K}=0,5$

Ou seja, esta máquina de Carnot não pode aproveitar como trabalho mais dos 50% do calor recebido da fonte quente. Se a máquina pegar 2000 J da fonte quente, o máximo trabalho que pode realizar é:

$W_{max}=\eta.Q=0,5.2000J=1000J$

Portanto, uma máquina com fonte quente a 600 K e fonte fria a 300 K recebendo 2000 J de calor e realizando 1200 J de trabalho não é possível.

Saiba mais sobre as máquinas de Carnot em https://brainly.com.br/tarefa/31904656

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