Enunciado

Um refrigerador retira 500 J de calor de um reservatório frio e libera 800 J para um reservatório quente. Suponha falso o enunciado para máquinas térmicas da segunda lei da termodinâmico e mostre como uma máquina perfeita, trabalhando junto com este refrigerador, pode violar o enunciado para refrigeradores da segunda lei da termodinâmica.

Passo 1

Vem comigo, imagina esse esquema aqui:

  1. Um refrigerador comum.
  2. Uma máquina térmica perfeita.

O refrigerador comum retira 500 J do reservatório frio, e com 300 J de trabalho, transfere 800 J para o reservatório quente. Beleza. Agora, imagina essa máquina térmica perfeita, que viola a segunda lei da termodinâmica, porque retira calor da fonte quente e transforma tudo em trabalho. Vamos fazer ela retirar 300 J de calor da fonte quente e realizar 300 J de trabalho. Só que a gente quer fazer com que esse trabalho que ela vai realizar seja o trabalho que o refrigerador vai usar! Ou seja, aqueles 300 J de trabalho que o refrigerador precisava, agora são fornecidos pela máquina térmica.

Passo 2

Esquematizando isso, fica mais ou menos assim:

Tá vendo que agora, no total em (a) e (b), tem 800 - 300 = 500 J sendo colocados no reservatório quente? E o trabalho que o refrigerador fazia já foi suprido pela máquina térmica! Então, essa situação é equivalente ao refrigerador em (c), que retira 500 J do reservatório frio e deposita 500 J no reservatório quente, sem trabalho! Isso também viola a segunda lei da termodinâmica, porque é impossível passar calor do frio para o quente sem realização de trabalho! Então fechou!

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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