Mostre, calculando passo a passo, que para o ciclo de Carnot o rendimento η de uma máquina térmica é dada pela seguinte equação n = 1 −Tf/Tq Sendo...

Para calcular o rendimento η de uma máquina térmica no ciclo de Carnot, utilizamos a seguinte equação: η = 1 - Tf/Tq Onde Tf é a temperatura da fonte fria e Tq é a temperatura da fonte quente, ambas em graus Kelvin. Agora, vamos calcular passo a passo o rendimento η para o ciclo de Carnot: Passo 1: Substitua os valores de Tf e Tq na equação. η = 1 - Tf/Tq Passo 2: Simplifique a expressão. η = 1 - (Tf/Tq) Passo 3: Multiplique a expressão por Tq/Tq para obter um denominador comum. η = (Tq/Tq) - (Tf/Tq) Passo 4: Simplifique a expressão novamente. η = Tq/Tq - Tf/Tq Passo 5: Subtraia os termos. η = (Tq - Tf)/Tq Agora, vamos explicar o motivo pelo qual uma máquina térmica nunca pode atingir o rendimento máximo (η = 1). O rendimento de uma máquina térmica é determinado pela diferença de temperatura entre a fonte quente e a fonte fria. Quanto maior essa diferença de temperatura, maior será o rendimento da máquina. No entanto, de acordo com a segunda lei da termodinâmica, é impossível que uma máquina térmica opere com rendimento máximo, ou seja, η = 1. Isso ocorre porque sempre haverá perdas de energia na forma de calor durante o processo de conversão de energia térmica em trabalho. Essas perdas são inevitáveis devido a fatores como atrito, resistência elétrica, entre outros. Portanto, mesmo no ciclo de Carnot, que é o ciclo termodinâmico mais eficiente teoricamente possível, o rendimento máximo é menor que 1. Espero ter ajudado! Se tiver mais alguma dúvida, é só perguntar.