Certa máquina térmica recebe 500 J de calor e realiza um trabalho de 125 cal . Sendo 1 cal
, marque a alternativa correta.* a) Essa máquina contraria a primeira lei da Termodinâmica. b) A máquina não contraria a segunda lei da Termodinâmica. c) O rendimento dessa máquina é de
. d) A máquina não contraria a primeira lei da Termodinâmica, que trata sobre a conservação da energia. e) Como o rendimento da máquina é de
, podemos afirmar que ela não contraria a primeira lei da Termodinâmica.
Passo 1
O enunciado fala de uma máquina térmica que recebe
de calor e realiza um trabalho de
. Vamos usar a primeira lei da Termodinâmica (conservação de energia) e o conceito de rendimento de máquina térmica.
Passo 2
Convertemos o trabalho de calorias para joules sabendo que
:
Passo 3
Aplicamos a primeira lei da Termodinâmica na forma
Aqui
e
, logo
Isso mostra que a energia está conservada, sem violar a primeira lei.
Passo 4
Calculamos o rendimento
definido por
Uma eficiência de
seria impossível segundo a segunda lei, mas não fere a primeira lei.
Passo 5
Concluímos que a máquina não contraria a primeira lei da Termodinâmica (energia conservada), embora viole a segunda lei (não existe ciclo que converta todo calor em trabalho).
Resposta
d) A máquina não contraria a primeira lei da Termodinâmica, que trata sobre a conservação da energia.