Das afirmativas a seguir:
1-O calor nunca pode ser completamente convertido em trabalho em um processo cíclico;
2 - Todas as máquinas térmicas têm a mesma eficiência;
3 - O coeficiente de desempenho de um refrigerador não pode ser maior do que 1 ;
4 - Todas as máquinas de Carnot são reversíveis.
a) Apenas a de número 1 é verdadeira;
b) Apenas a de número 4 é verdadeira;
c) Apenas a de número 2 é verdadeira;
d) Apenas a de número 3 é verdadeira;
e) Nenhuma das respostas anteriores.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado apresenta quatro afirmações sobre máquinas térmicas e refrigeradores, e precisamos identificar quais delas são verdadeiras. Para isso, vamos precisar entender alguns conceitos básicos de termodinâmica, como eficiência das máquinas térmicas, coeficiente de desempenho de refrigeradores e a ideia de máquinas de Carnot.

Passo 2

Vamos analisar a afirmação 1: “O calor nunca pode ser completamente convertido em trabalho em um processo cíclico.” Isso está relacionado ao primeiro e segundo princípios da termodinâmica. O primeiro princípio fala sobre conservação de energia, e o segundo princípio introduz a ideia de entropia, que implica que nem todo o calor pode ser transformado em trabalho útil. Então, essa afirmação é verdadeira.

Passo 3

Agora, a afirmação 2: “Todas as máquinas térmicas têm a mesma eficiência.” A eficiência de uma máquina térmica depende das temperaturas das fontes de calor e frio, conforme a fórmula da eficiência de Carnot:
eta = 1 - TfriaTquente
Como as temperaturas podem variar, a eficiência das máquinas térmicas também varia. Portanto, essa afirmação é falsa.

Passo 4

Vamos para a afirmação 3: “O coeficiente de desempenho de um refrigerador não pode ser maior do que 1.” O coeficiente de desempenho (COP) de um refrigerador é dado por:
COP = QretiradaW
Onde $ Q_{retirada} $ é o calor retirado do ambiente e $ W $ é o trabalho realizado. Na verdade, o COP pode ser maior que 1 porque o refrigerador move mais calor do que o trabalho que consome. Logo, essa afirmação é falsa.

Passo 5

Por último, a afirmação 4: “Todas as máquinas de Carnot são reversíveis.” As máquinas de Carnot são modelos ideais que operam de maneira reversível, ou seja, podem operar tanto como motores quanto como refrigeradores sem perdas. Portanto, essa afirmação é verdadeira.

Resposta

As afirmações 1 e 4 são verdadeiras. Porém, nas opções disponíveis, apenas a opção b) Apenas a de número 4 é verdadeira está correta.

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