Question

Um fabricante alega ter construído uma máquina térmica que, operando entre duas fontes térmicas cujas temperaturas são 200K e 100K, em cada ciclo retira 100J da fonte quente, cede 25J para a fonte fria e realiza 75J de trabalho. 


Nesse contexto, é correto concluir que a alegação do fabricante é 

    A)  

inviável, visto que essa máquina térmica contraria tanto a 1ª quanto a 2ª lei da termodinâmica. 

    B)  

inviável, visto que o rendimento termodinâmico dessa máquina seria superior ao de uma máquina operando pelo ciclo de Carnot entre as mesmas temperaturas. 

    C)  

viável, visto que essa máquina térmica atenderia o princípio da conservação da energia. 

    D)  

viável, visto que seu rendimento é menor que a unidade. 

    E)  

viável, visto que a temperatura da fonte quente é maior que a da fonte fria. 

Answer 1

Olá! Espero ajudar!

Podemos calcular o rendimento máximo de uma máquina térmica, que representa o trabalho realizado em relação à energia fornecida, por meio da expressão que segue abaixo -

n = 1 - Tf/Tq

Onde,

n = rendimento da máquina térmica

Tf = temperatura da fonte fria = 100°K

Tq = temperatura da fonte quente  = 200°K

n = 1 - 100/200

n = 1 - 0,5

n = 0,5

n = 50%

Para sabermos o trabalho que essa máquina realiza, usaremos a expressão abaixo -

τ = n·Q1

Onde

n = rendimento da máquina

Q1 = quantidade de calor retirada da fonte quente

τ = 0,5· 100

τ = 50 Joules

O trabalho que essa máquina realiza com seu rendimento máximo equivale a 50 Joules.

Resposta -

B)  I  nviável, visto que o rendimento termodinâmico dessa máquina seria superior ao de uma máquina operando pelo ciclo de Carnot entre as mesmas temperaturas.