Exercícios Resolvidos de Ciclo de Carnot

UFRJ – 1ª Prova -2015

A respeito de máquinas térmicas e refrigeradores assinale a alternativa INCORRETA.

a   Em um refrigerador sempre se joga mais calor na fonte quente do que se retirou da fria.

b   Um refrigerador perfeito (no qual o trabalho realizado é zero) pode ser pensado como uma máquina perfeita (para a qual a eficiência é de 100 % ) operando reversamente.

c   Pela segunda lei da termodinâmica podemos afirmar que não existem nem refrigeradores perfeitos nem máquinas perfeitas.

d   Quanto maior a diferença entre as temperaturas da fonte fria e da fonte quente tanto maior é a eficiência que uma máquina térmica pode ter.

Passo 1

Vamos analisar uma por uma:

a Sim! Pois basta a gente lembrar daquela relação dos ciclos:

Q q = Q F + W

Ou seja, o calor da fonte quente é igual ao calor da fonte fria mais o trabalho. Você também pode pensar assim: A energia do trabalho que eu realizo pra retirar calor da fonte fria acaba sendo despejado junto, com o calor da fonte fria, na fonte quente.

b   Não! Se tivermos o trabalho igual à zero, a nossa relação vai ficar:

Q q = Q F + W

W = 0   Q q = Q F

Agora imagine uma máquina térmica nessas condições....como podemos dizer que ela estará operando com uma eficiência de 100 % se ela não estará realizando nenhum trabalho? Não tem lógica, certo? Uma máquina térmica é muito eficiente quando recebe pouco calor e consegue converter quase todo esse calor em trabalho, não que despeja todo o calor que recebe na fonte fria ( Q q = Q F ) .

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

c Verdade. Essa é bem fácil, né? É, inclusive, um dos enunciados da segunda lei:

“É impossível construir um dispositivo que opere, segundo um ciclo, e que não produza outros efeitos, além da transferência de calor de um corpo frio para um corpo quente

d Verdade. Basta a gente se lembrar da fórmula:

e = 1 - T f T q

Se T q T f , ou seja, se for muito maior, a eficiência tenderá a 1, ou seja, 100 %

Resposta

b

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