O 2° princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: “É impossível construir uma máquina térmica operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.” por extensão, esse princípio nos leva a concluir que:
a) sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%;
b) qualquer máquina térmica necessita de uma fonte quente;
c) calor e trabalho não são grandezas homogêneas;
d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria;
e) somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho.
a) sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%;
b) qualquer máquina térmica necessita de uma fonte quente;
c) calor e trabalho não são grandezas homogêneas;
d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria;
e) somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre o 2° princípio da Termodinâmica, que basicamente diz que não dá pra criar uma máquina térmica que transforme todo o calor em trabalho sem nenhuma consequência. Nosso objetivo aqui é entender qual das alternativas (a, b, c, d, e) está correta com base nesse princípio. Para resolver isso, precisamos conhecer o que o 2° princípio nos ensina sobre máquinas térmicas e como elas funcionam.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que o 2° princípio da Termodinâmica nos diz. Ele afirma que é impossível construir uma máquina térmica que opere em ciclo e converta todo o calor retirado de uma fonte em trabalho. Em outras palavras, sempre vai ter uma parte do calor que precisa ser rejeitada para uma segunda fonte, que é mais fria. Isso significa que nenhuma máquina térmica pode ter 100% de eficiência.
Passo 3
Agora, vamos analisar cada alternativa:
a) Sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%
Isso vai contra o 2° princípio, que diz que não é possível ter 100% de eficiência. Então, essa está errada.
Isso vai contra o 2° princípio, que diz que não é possível ter 100% de eficiência. Então, essa está errada.
b) Qualquer máquina térmica necessita de uma fonte quente
Embora muitas máquinas térmicas usem uma fonte quente, o 2° princípio não exige necessariamente isso. Pode haver sistemas que operam de outras formas, então essa alternativa não é diretamente suportada pelo 2° princípio.
Embora muitas máquinas térmicas usem uma fonte quente, o 2° princípio não exige necessariamente isso. Pode haver sistemas que operam de outras formas, então essa alternativa não é diretamente suportada pelo 2° princípio.
c) Calor e trabalho não são grandezas homogêneas
Essa afirmação é mais sobre propriedades físicas e não está diretamente relacionada ao 2° princípio da Termodinâmica no contexto das máquinas térmicas. Então, também não é a resposta correta.
Essa afirmação é mais sobre propriedades físicas e não está diretamente relacionada ao 2° princípio da Termodinâmica no contexto das máquinas térmicas. Então, também não é a resposta correta.
d) Qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria
Essa alternativa está alinhada com o 2° princípio. Ela reconhece que, para funcionar, uma máquina térmica precisa de duas fontes de calor: uma quente e outra fria, e que parte do calor é sempre descartada para a fonte fria. Isso garante que a máquina não tenha 100% de eficiência.
Essa alternativa está alinhada com o 2° princípio. Ela reconhece que, para funcionar, uma máquina térmica precisa de duas fontes de calor: uma quente e outra fria, e que parte do calor é sempre descartada para a fonte fria. Isso garante que a máquina não tenha 100% de eficiência.
e) Somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho
Isso também contradiz o 2° princípio, que impossibilita a conversão integral de calor em trabalho, mesmo com uma fonte fria.
Isso também contradiz o 2° princípio, que impossibilita a conversão integral de calor em trabalho, mesmo com uma fonte fria.
Resposta
A alternativa correta é a d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria.