Questão FC278455
Uma máquina térmica retira energia \(Q_2\), por calor, de um reservatório térmico de temperatura alta \(T_2\) e cede uma quantidade de energia menor \(Q_1\), também por calor, a um
Termologia
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Uma máquina térmica retira energia \(Q_2\), por calor, de um reservatório térmico de temperatura alta \(T_2\) e cede uma quantidade de energia menor \(Q_1\), também por calor, a um reservatório térmico de temperatura baixa \(T_1\), bem como cede uma quantidade de energia, por trabalho (\(\tau\)), à vizinhança.
Internet: <www.ufsm.br> (com adaptações).
Em relação a termodinâmica, julgue o item a seguir.
De acordo com a segunda lei da termodinâmica, não é possível construir uma máquina térmica que transforme integralmente a energia retirada do reservatório térmico de alta temperatura por calor em energia cedida à vizinhança por trabalho mediante um processo cíclico.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
Correto. A sentença expressa o enunciado de Kelvin–Planck, uma forma da segunda lei da termodinâmica: é impossível um processo cíclico cuja única consequência seja a transformação completa de calor em trabalho.
Por conservação de energia temos \(Q_2=\tau+Q_1\), onde \(Q_2\) é o calor retirado da fonte quente, \(\tau\) o trabalho útil e \(Q_1\) o calor cedido à fonte fria. Se \(Q_1=0\) então \(\tau=Q_2\) e a eficiência seria \(\eta=\tau/Q_2=1\), o que viola a segunda lei.
O máximo permitido por um processo reversível é dado pelo ciclo de Carnot: \(\eta_{max}=1-\dfrac{T_1}{T_2}\), com \(T_1>0\) implicando \(\eta_{max}<1\). Assim, sempre haverá perda \(Q_1>0\) e nenhuma máquina térmica cíclica é 100% eficiente.
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