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A primeira lei da termodinâmica, também conhecida como princípio da conservação da energia, é um dos pilares fundamentais da física e da termodinâm...

A primeira lei da termodinâmica, também conhecida como princípio da conservação da energia, é um dos pilares fundamentais da física e da termodinâmica. Essa lei estabelece que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra. Em termos termodinâmicos, a variação de energia interna de um sistema é igual à soma do calor adicionado ao sistema e do trabalho realizado sobre ele. Essa equação matemática fundamental pode ser expressa como begin mathsize 12px style increment straight U end style = Q - W, onde Error converting from MathML to accessible text. é a variação de energia interna, Q é o calor adicionado ao sistema e W é o trabalho realizado sobre o sistema. A primeira lei da termodinâmica é essencial para entender a transferência e a conversão de energia em processos físicos e químicos, sendo aplicada em diversas áreas da ciência e da engenharia. HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física (Vol. 2) 8. ed. São Paulo: LTC Editora 2008 (adaptado). Diante do exposto, considere um motor que opera entre duas temperaturas, uma fria e outra quente e, segundo o seu fabricante, esse motor não pode apresentar uma eficiência acima de 80%. De acordo com as temperaturas que o motor poderá operar, assinale a alternativa correta. A) Se as temperaturas forem 70 e 155°C, essa situação é impossível. B) Se as temperaturas forem 18 e 115°C, essa situação é possível. C) Se as temperaturas forem 25 e 100°C, essa situação é possível. D) Se as temperaturas forem 35 e 120°C, essa situação é impossível. E) Se as temperaturas forem 82 e 212°C, essa situação é impossível.

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Para determinar se a eficiência de um motor está acima de 80%, podemos usar a fórmula da eficiência térmica: Eficiência = 1 - (Tfria/Tquente) Onde Tfria e Tquente são as temperaturas em Kelvin. Para converter de Celsius para Kelvin, basta somar 273. Portanto, vamos analisar cada alternativa: A) 70°C + 273 = 343K e 155°C + 273 = 428K Eficiência = 1 - (343/428) = 0,198 = 19,8% - Situação possível B) 18°C + 273 = 291K e 115°C + 273 = 388K Eficiência = 1 - (291/388) = 0,251 = 25,1% - Situação possível C) 25°C + 273 = 298K e 100°C + 273 = 373K Eficiência = 1 - (298/373) = 0,2 = 20% - Situação possível D) 35°C + 273 = 308K e 120°C + 273 = 393K Eficiência = 1 - (308/393) = 0,216 = 21,6% - Situação possível E) 82°C + 273 = 355K e 212°C + 273 = 485K Eficiência = 1 - (355/485) = 0,267 = 26,7% - Situação possível Portanto, a alternativa correta é a letra C) Se as temperaturas forem 25 e 100°C, essa situação é possível.

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