Os dados listados a seguir são reivindicados para um ciclo de potência que opera entre reservatórios a 727 e 127
^circ C. Para cada caso, determine se algum princípio da termodinâmica seria violado.
QH=400 kJ, W ciclo =240 kJ, QL=160 kJ.

Passo 1

O enunciado descreve um ciclo de potência operando entre dois reservatórios a TH=727 ^circC e TL=127 ^circC, ou seja,
TH = 727 + 273 = 1000 K, TL = 127 + 273 = 400 K
Fornecem-se as quantidades de calor e trabalho:
QH = 400 kJ, Wciclo = 240 kJ, QL = 160 kJ
Vamos verificar se atende à primeira lei (conservação de energia) e à segunda lei (ineficiências impostas pelo rendimento de Carnot).

Passo 2

Verificamos a primeira lei, que exige
QH - QL = Wciclo
Substituindo os valores dados:
400 kJ - 160 kJ = 240 kJ,
o que coincide com Wciclo=240 kJ. Logo, não há violação da primeira lei.

Passo 3

Calculamos a eficiência real do ciclo:
eta = WcicloQH = 240400 = 0,60 = 60%

Passo 4

A eficiência máxima (Carnot) entre esses dois reservatórios é
etaCarnot = 1 - TLTH = 1 - 4001000 = 0,60 = 60%
Como eta=etaCarnot, o ciclo opera exatamente com o rendimento de Carnot, o que só é possível se o ciclo for reversível e não houver produção líquida de entropia.

Resposta

Não há violação de nenhum princípio da termodinâmica. O ciclo satisfaz a primeira lei e atinge a eficiência de Carnot (segunda lei), logo é um ciclo reversível possível.

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