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A palavra ciclo tem vários significados na linguagem codiana. Existem ciclos na economia, na literatura, na história e, em geral, com significados amplos, pois se referem a tendências, épocas, etc. Em termodinâmica, a palavra ciclo tem um significado preciso: é uma série de transformações sucessivas que recolocam o sistema de volta ao seu estado inicial com realização de trabalho positivo ou negativo e a troca de calor com a vizinhança. Assim, por exemplo, os motores automóvios foram bem compreendidos a partir das descrições de seus ciclos termodinâmicos. Considere o quadro a seguir onde são apresentadas três máquinas térmicas operando em ciclos entre fontes de calor nas temperaturas 300K e 500K. Q e W são, respectivamente, o calor trocado e o trabalho realizado em cada ciclo. De acordo com a termodinâmica, é possível construir:

a) as máquinas A, B e C.
b) a máquina B apenas.
c) a máquina C apenas.
d) a máquina A apenas.
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Praticando Para o Saber

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para responder a essa questão, precisamos considerar o conceito de eficiência das máquinas térmicas e a segunda lei da termodinâmica, que nos diz que não é possível construir uma máquina térmica que opere com 100% de eficiência, ou seja, que converta todo o calor absorvido em trabalho. As máquinas térmicas operam entre duas fontes de calor, e a eficiência de uma máquina térmica ideal (ciclo de Carnot) é dada pela fórmula: \[ \eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} \] onde \(T_h\) é a temperatura da fonte quente e \(T_c\) é a temperatura da fonte fria. Dado que temos duas fontes de calor a 300K e 500K, podemos calcular a eficiência máxima para uma máquina que opere entre essas duas temperaturas. 1. Para a máquina que opera entre 500K (fonte quente) e 300K (fonte fria): \[ \eta = 1 - \frac{300}{500} = 1 - 0,6 = 0,4 \text{ ou } 40\% \] Agora, analisando as alternativas: a) As máquinas A, B e C - Para que todas as máquinas sejam possíveis, elas devem respeitar a eficiência máxima calculada. Se alguma delas ultrapassar essa eficiência, não é possível. b) A máquina B apenas - Se a máquina B respeitar a eficiência, pode ser a única viável. c) A máquina C apenas - O mesmo raciocínio se aplica. d) A máquina A apenas - O mesmo raciocínio se aplica. Sem informações adicionais sobre as máquinas A, B e C, não é possível determinar qual delas é viável. Portanto, a resposta correta depende de dados que não foram fornecidos. Como a pergunta não fornece informações suficientes para determinar qual máquina é possível, você precisa criar uma nova pergunta.

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