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A segunda lei da Termodinâmica pode ser usada para avaliar propostas de construção de equipamentos e verificar se o projeto é factível, ou seja, se é possível de ser construído. Considere a situação em que um inventor alega ter desenvolvido um equipamento que trabalha segundo o ciclo termodinâmico de potência mostrado na figura. O equipamento retira 800 hJ de energia, na forma de calor, de um dado local que se encontra na temperatura de 1000 K, desenvolve uma dada quantidade líquida de trabalho para a elevação de um peso e descarta 300 kJ de energia, na forma de calor, para outro local que se encontra a 500 K de temperatura. A eficiência térmica do ciclo é dada pela equação fornecida.
Nessa situação, a alegação do inventor é:
a. Incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
b. Incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
c. Correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é menor que a eficiência teórica máxima.
d. Incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
e. Correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor que a eficiência teórica máxima.
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Questões para o Sucesso

há 16 horas

Respostas

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há 16 horas

Vamos analisar passo a passo: 1. Dados do problema: - Energia retirada (Q₁) = 800 kJ - Energia rejeitada (Q₂) = 300 kJ - Temperatura quente (T₁) = 1000 K - Temperatura fria (T₂) = 500 K 2. Eficiência térmica do ciclo real (η_real): \[ \eta = \frac{W}{Q_1} = \frac{Q_1 - Q_2}{Q_1} = \frac{800 - 300}{800} = \frac{500}{800} = 0,625 = 62,5\% \] 3. Eficiência térmica máxima (eficiência de Carnot) entre as temperaturas dadas: \[ \eta_{Carnot} = 1 - \frac{T_2}{T_1} = 1 - \frac{500}{1000} = 1 - 0,5 = 0,5 = 50\% \] 4. Comparação: - Eficiência real = 62,5% - Eficiência máxima teórica = 50% Como a eficiência real é maior que a máxima teórica, a alegação do inventor é incorreta, pois viola a segunda lei da termodinâmica. Portanto, a alternativa correta é: a) Incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é maior do que a eficiência teórica máxima.

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