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
cal.
As informações fornecidas pelo aluno estão corretas? Por quê?
para a fonte fria uma quantidade de calor
As informações fornecidas pelo aluno estão corretas? Por quê?
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que o enunciado diz e o que a gente vai usar.
Enunciado: Uma máquina térmica absorve cal, faz um trabalho
cal e rejeita
cal. A pergunta é: “Essas informações estão corretas?”
Conteúdo da matéria: 1ª lei da termodinâmica (conservação de energia).
O que a gente precisa para resolver: saber que, numa máquina térmica em ciclo, vale a relação
Enunciado: Uma máquina térmica absorve
Conteúdo da matéria: 1ª lei da termodinâmica (conservação de energia).
O que a gente precisa para resolver: saber que, numa máquina térmica em ciclo, vale a relação
Passo 2
Vamos aplicar a 1ª lei da termodinâmica:
Substituindo os valores dados:
Do lado direito temos
. Então a igualdade fica
Passo 3
500 cal não é igual a 600 cal, certo? Então a conta não bate. Isso significa que as informações do aluno violam a conservação de energia: ele está dizendo que entrou 500 cal, saiu 200 cal de trabalho e 400 cal de calor rejeitado, mas isso daria um “sumido” de 100 cal ou um excesso de 100 cal, dependendo de como olhar.
Passo 4
Para a máquina estar certa, teríamos de ter
ou, se o
fosse mesmo 400 cal, teríamos
Resposta
Não, os dados não estão corretos porque violam a 1ª lei da termodinâmica (conservação de energia), já que
. (O valor correto de
seria 300 cal se
cal e
cal.)