Considerando as leis da termodinâmica,
A) a entropia é uma função de estado e seu valor permanece constante em um sistema termicamente isolado do ambiente externo.
B) a
Lei estabelece que qualquer transformação termodinâmica é possível, desde que haja conservação de energia.
C) o rendimento de uma máquina térmica funcionando no ciclo de Carnot é o maior valor teórico que alcançaria uma máquina térmica reversível ideal.
D) o rendimento de um refrigerador funcionando em um ciclo de Carnot é muito baixo, ao contrário da máquina térmica, cujo rendimento é máximo.
A) a entropia é uma função de estado e seu valor permanece constante em um sistema termicamente isolado do ambiente externo.
B) a
C) o rendimento de uma máquina térmica funcionando no ciclo de Carnot é o maior valor teórico que alcançaria uma máquina térmica reversível ideal.
D) o rendimento de um refrigerador funcionando em um ciclo de Carnot é muito baixo, ao contrário da máquina térmica, cujo rendimento é máximo.
Passo 1
O enunciado pede para identificar qual das alternativas sobre as leis da termodinâmica é correta. Vamos revisar:
– Entropia como função de estado e seu comportamento em sistema isolado.
– Segunda lei da termodinâmica e restrições de processos.
– Rendimento de máquinas térmicas e de refrigeradores no ciclo de Carnot.
– Entropia como função de estado e seu comportamento em sistema isolado.
– Segunda lei da termodinâmica e restrições de processos.
– Rendimento de máquinas térmicas e de refrigeradores no ciclo de Carnot.
Passo 2
A alternativa
diz que “a entropia é função de estado e seu valor permanece constante em um sistema termicamente isolado”. De fato, a entropia é função de estado, mas num sistema isolado a entropia pode aumentar se houver processo irreversível. Ela só permanece constante em transformações adiabáticas reversíveis, não em qualquer situação isolada. Logo,
é falsa.
Passo 3
A alternativa
afirma que “a segunda lei estabelece que qualquer transformação termodinâmica é possível, desde que haja conservação de energia”. Isso está incorreto, pois a segunda lei impõe limites ao sentido dos processos (por exemplo, não é possível converter todo calor em trabalho sem rejeitar calor a uma fonte fria). A conservação de energia é a primeira lei, não garante viabilidade de todo processo. Logo,
é falsa.
Passo 4
A alternativa
afirma que “o rendimento de uma máquina térmica funcionando no ciclo de Carnot é o maior valor teórico que alcançaria uma máquina térmica reversível ideal”. Isso está correto, pois o ciclo de Carnot é o ciclo reversível que maximiza a eficiência entre duas temperaturas:
Nenhuma outra máquina térmica operando entre as mesmas temperaturas pode ter rendimento maior. Logo,
é verdadeira.
Passo 5
A alternativa
diz que “o rendimento de um refrigerador no ciclo de Carnot é muito baixo, ao contrário da máquina térmica, cujo rendimento é máximo”. Isso é impreciso: o COP (coeficiente de desempenho) de um refrigerador de Carnot pode ser elevado, dependendo das temperaturas, e também é um limite superior para refrigeradores reversíveis. Portanto,
é falsa.
Resposta
(C)