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A Segunda Lei da Termodinâmica é fundamental para compreender o sentido dos processos naturais e a limitação na conversão de energia em trabalho útil. Um exemplo prático é o funcionamento de uma usina termoelétrica, onde a energia térmica obtida da queima de combustíveis é parcialmente convertida em trabalho por meio de turbinas. Nesse cenário, além da energia útil gerada, há também rejeição de calor a um reservatório a temperatura mais baixa, o que está diretamente relacionado com a eficiência da máquina térmica e com o conceito de entropia.

Sobre essa temática, considere um sistema operando entre dois reservatórios térmicos, um a 500 K e outro a 300 K. A máquina térmica utilizada segue o ciclo de Carnot.

Com base nessas informações, analise as afirmativas a seguir.

  1. A eficiência dessa máquina térmica de Carnot é de 0,40 (40%).
  2. É possível aumentar a eficiência da máquina apenas diminuindo a temperatura do reservatório frio.
  3. Se a máquina fosse real e não ideal, sua eficiência seria menor que 40%.
  4. O calor rejeitado para o reservatório frio é nulo em um ciclo de Carnot ideal.
  5. A entropia total do universo permanece constante para um ciclo reversível.

Considerando o contexto apresentado, é correto APENAS o que se afirma em:


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Maykell Scandiussi Duete

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Vamos analisar as afirmativas uma a uma: 1. A eficiência dessa máquina térmica de Carnot é de 0,40 (40%). A eficiência de uma máquina de Carnot é dada pela fórmula: \[ \eta = 1 - \frac{T_f}{T_c} \] Onde \( T_f \) é a temperatura do reservatório frio e \( T_c \) é a temperatura do reservatório quente. Substituindo: \[ \eta = 1 - \frac{300}{500} = 1 - 0,6 = 0,4 \] Portanto, essa afirmativa é verdadeira. 2. É possível aumentar a eficiência da máquina apenas diminuindo a temperatura do reservatório frio. Sim, ao diminuir a temperatura do reservatório frio, a eficiência aumenta. Portanto, essa afirmativa é verdadeira. 3. Se a máquina fosse real e não ideal, sua eficiência seria menor que 40%. Isso é verdade, pois máquinas reais sempre têm eficiência menor que a de Carnot. Portanto, essa afirmativa é verdadeira. 4. O calor rejeitado para o reservatório frio é nulo em um ciclo de Carnot ideal. Em um ciclo de Carnot ideal, o calor rejeitado não é nulo; ele é simplesmente a quantidade de calor que não é convertida em trabalho. Portanto, essa afirmativa é falsa. 5. A entropia total do universo permanece constante para um ciclo reversível. Isso é verdade, pois em um ciclo reversível, a entropia total do sistema e do ambiente não muda. Portanto, essa afirmativa é verdadeira. Resumindo, as afirmativas corretas são: 1, 2, 3 e 5. Portanto, a resposta correta é que é correto APENAS o que se afirma nas opções 1, 2, 3 e 5.

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