12- Um aluno um tanto quanto distraído informa que certa máquina térmica absorve, em cada ciclo, uma quantidade de calor
cal, realizando um trabalho de
cal e rejeitando
para a fonte fria uma quantidade de calor
.
a) As informações fornecidas pelo aluno estão corretas? Por quê?
b) Ao refazer suas medidas, nosso aluno distraído verificou que havia um engano na medida de
. Qual seria, então, o valor coreto dessa grandeza?
para a fonte fria uma quantidade de calor
a) As informações fornecidas pelo aluno estão corretas? Por quê?
b) Ao refazer suas medidas, nosso aluno distraído verificou que havia um engano na medida de
Passo 1
O enunciado descreve uma máquina térmica que, em cada ciclo, absorve
cal, realiza trabalho
cal e rejeita
cal. O conteúdo da matéria é a primeira lei da termodinâmica para processos cíclicos, que diz que a energia interna não varia no ciclo completo (
). Logo, todo calor recebido deve sair como trabalho mais calor rejeitado.
Passo 2
Pela primeira lei da termodinâmica para ciclo:
Substituindo os valores fornecidos:
Isso daria
, o que é impossível. Portanto, as informações iniciais não estão corretas.
Passo 3
Para que a equação se satisfaça, calculamos o valor correto de
isolando-o em
Resposta
a) Não estão corretas, pois violam a primeira lei (
).
b) O valor correto de é
cal.
b) O valor correto de