c) O que é um moto-perpétuo (perpetum mobile) de primeira espécie?
Passo 1
O enunciado pede a definição de um moto-perpétuo de primeira espécie, ou seja, um dispositivo que viola a primeira lei da termodinâmica. Para responder, vamos precisar resumir a primeira lei e mostrar como esse tipo de máquina contraria o princípio da conservação de energia.
Passo 2
A primeira lei da termodinâmica estabelece que, para um sistema termodinâmico, a energia interna varia conforme
onde
é a variação da energia interna,
é o calor recebido pelo sistema e
é o trabalho realizado pelo sistema. Essa lei expressa o princípio de conservação de energia: não se pode criar nem destruir energia, apenas convertê-la de uma forma para outra.
Passo 3
Um moto-perpétuo de primeira espécie é um dispositivo hipotético que produziria trabalho
de forma contínua sem receber calor (
) ou outro tipo de energia de entrada, ou ainda extraindo calor de uma única fonte térmica e convertendo-o integralmente em trabalho sem alteração de energia interna (
). Em qualquer caso, ele criaria trabalho do nada, violando explicitamente a primeira lei.
Resposta
Um moto-perpétuo de primeira espécie é uma máquina hipotética capaz de produzir trabalho de modo contínuo sem nenhuma entrada de energia, violando o princípio da conservação de energia (primeira lei da termodinâmica).