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
De<a U = Q - W
onde De<a U é a variação da energia interna, Q é o calor recebido pelo sistema e W 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 W de forma contínua sem receber calor ( Q=0) 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 ( De<a U=0). 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).

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