No século XIX, um industrial pede a um engenheiro que projete uma locomotiva a vapor que transforme em trabalho todo o calor retirado da sua caldeira a alta temperatura, durante um ciclo de funcionamento do motor. Em resposta, o engenheiro argumenta que é impossível atender a tal solicitação. Explique os motivos do engenheiro.
Respostas
Explicação:
Não é possível construir uma máquina térmica que transforme integralmente o calor em trabalho. Em outras palavras, é impossível construir uma máquina térmica com 100% de eficiência.
No caso se utiliza a formula de Pútil=Ptotal-Pdissipada. Essa situação é apresentada na segunda lei da termodinâmica. Essa lei foi enunciada pelo físico francês Sadi Carnot, e estabelece restrições para a conversão de calor em trabalho, realizadas pelas máquinas térmicas. Segundo Carnot, para que ocorra conversão contínua de calor em trabalho, uma máquina térmica deve realizar ciclos contínuos entre a fonte quente e a fonte fria, as quais permanecem em temperaturas constantes. A cada ciclo realizado é retirada uma quantidade de calor da fonte quente, parte desse calor é convertida em trabalho e a outra parte é rejeitada para a fonte fria. As muitas máquinas que vemos diariamente como, por exemplo, o motor de uma geladeira ou um motor de um veículo automotivo, são máquinas térmicas, pois elas realizam o processo de conversão de calor em trabalho, operando sempre em ciclos como o descrito por Carnot.