O
princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: “É impossível construir uma máquina térmica operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.” Por extensão, esse princípio nos leva a concluir que:* a) Sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%; b) Qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente; c) Calor e trabalho não são grandezas homogêneas; d) Qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria; e) Somente com uma fonte fria, mantida sempre a
, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho
Passo 1
O enunciado apresenta o segundo princípio da Termodinâmica na forma: “É impossível construir uma máquina térmica operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho”. O conteúdo da matéria é a imposição de uma fonte fria num ciclo térmico e o que precisamos usar é o fato de que, pela segunda lei, não se pode ter rendimento igual a 100 %.
Passo 2
Chamar
a quantidade de calor retirada da fonte quente e
o trabalho útil produzido. Se fosse possível converter todo
em
, teríamos rendimento
ou seja,
. Mas o segundo princípio nega exatamente essa possibilidade.
Passo 3
Como não se pode ter
, a diferença entre o calor extraído e o trabalho produzido
deve ser positiva. Esse
representa calor rejeitado a uma segunda fonte, a chamada fonte fria.
Passo 4
Analisando as alternativas:
a) “Sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja ” contradiz o enunciado.
b) “Qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente” ignora a rejeição de calor.
c) “Calor e trabalho não são grandezas homogêneas” é verdade, mas não é conclusão direta do enunciado.
d) “Qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria” coincide exatamente com .
e) “Somente com uma fonte fria, mantida sempre a , seria possível converter integralmente calor em trabalho” é falso: não basta uma fonte fria a
, e mesmo assim não se chega a
.
a) “Sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja
b) “Qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente” ignora a rejeição de calor.
c) “Calor e trabalho não são grandezas homogêneas” é verdade, mas não é conclusão direta do enunciado.
d) “Qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria” coincide exatamente com
e) “Somente com uma fonte fria, mantida sempre a
Resposta
d) Qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria.