Exercícios Resolvidos de Máquinas Térmicas e Refrigeradores

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Enunciado

A respeito de máquinas térmicas e refrigeradores assinale a alternativa INCORRETA.

(a) Em um refrigerador sempre se joga mais calor na fonte quente do que se retirou da fria.

(b) Um refrigerador perfeito (no qual o trabalho realizado é zero) pode ser pensado como uma máquina perfeita (para a qual a eficiência é de 100%) operando reversamente.

(c) Pela segunda lei da termodinâmica podemos afirmar que não existem nem refrigeradores perfeitos nem máquinas perfeitas.

(d) Quanto maior a diferença entre as temperaturas da fonte fria e da fonte quente tanto maior é a eficiência que uma máquina térmica pode ter.

Passo 1

Vamos analisar uma por uma!

Lembrando que:

W = Q Q - Q F

Em máquinas térmicas e em refrigeradores.

(a) Em um refrigerador sempre se joga mais calor na fonte quente do que se retirou da fria.

Verdadeira! Porque:

Q F + W = Q Q

E dá uma olhada nessa imagem:

O calor descartado na fonte quente é sempre maior que o retirado da fonte fria.

(b) Um refrigerador perfeito (no qual o trabalho realizado é zero) pode ser pensado como uma máquina perfeita (para a qual a eficiência é de 100%) operando reversamente.

Q Q = Q F + W

W = 0   → Q Q = Q F

Agora imagine uma máquina térmica nessa condições... Como podemos dizer que ela estará operando com uma eficiência de 100 % se ela não estará realizando nenhum trabalho? Não tem lógica, certo? Uma máquina térmica é muito eficiente quando recebe pouco calor e consegue converter quase todo esse calor em trabalho. Mas despejar todo calor que recebe na fonte fria é impossível.

(c) Pela segunda lei da termodinâmica podemos afirmar que não existem nem refrigeradores perfeitos nem máquinas perfeitas.

Essa tá certa. Segundo a 2ᵃ Lei da Termodinâmica sempre existe perda de energia que se transforma em trabalho. Ou seja, não é possível existir máquinas térmicas ou refrigeradores com 100% de eficiência.

(d) Quanto maior a diferença entre as temperaturas da fonte fria e da fonte quente tanto maior é a eficiência que uma máquina térmica pode ter.

Vamos pensar no rendimento da máquina de Carnot:

η = T Q - T F T Q

Se a diferença entre as temperaturas aumenta, o rendimento também aumenta. Então a alternativa é correta!

Resposta

Letra B.

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