Exercícios Resolvidos de Máquinas Térmicas e Refrigeradores

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Enunciado

Uma máquina térmica opera entre 200   K e 100   K . Em cada ciclo ela extrai 100   J do reservatório quente, rejeita 25   J no reservatório frio, e realiza 75   J de trabalho. Esta máquina viola:

  1. tanto a primeira lei como a segunda lei da termodinâmica.
  2. a primeira lei mas não a segunda lei da termodinâmica.
  3. a segunda lei mas não a primeira lei da termodinâmica.
  4. nem a primeira lei nem a segunda lei da termodinâmica.
  5. não pode ser respondida sem saber o calor resultante da máquina.

Passo 1

Bom, vamos então testar as duas leis da termodinâmica para identificarmos a questão correta

Segundo a primeira lei, temos que:

W u t i l = Q Q - Q F = 100 - 25 = 75   J

Portanto, confere!

Sabemos que a eficiência de uma máquina térmica pode ser descrita

ε = W u t i l Q Q = 75 100 = 0,75

E que a eficiência de Carnot

ε C a r n o t = 1 - T f T q = 1 - 100 200 = 0,5

Eita, a eficiência de Carnot é a maior eficiência possível obtida por uma máquina térmica, caso que não observamos aqui, logo viola a segunda lei. =(

Resposta

Letra C

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