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.
Respostas
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.