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2ª lei e limite de Carnot — Física

Física2ª lei e limite de CarnotNível 3

Um inventor anuncia um motor que funciona entre uma fonte quente a 127 °C e o ar ambiente a 27 °C. Segundo ele, em cada ciclo o motor recebe 1 000 J de calor da fonte quente e realiza 300 J de trabalho. Lembre que nenhuma máquina térmica pode superar o rendimento de Carnot, η = 1 - T2/T1, com temperaturas em kelvin (T = θ + 273).

Sobre a proposta do inventor, é correto afirmar que ela é

Aimpossível, pois o rendimento anunciado, 30%, supera o máximo de 25% entre essas temperaturas.✓ correta
Bpossível, pois o rendimento anunciado, 30%, é menor que o máximo de 79% entre essas temperaturas.
Cpossível, pois qualquer rendimento menor que 100% é permitido pela 2ª lei da termodinâmica.
Dimpossível, pois o motor rejeitaria 700 J por ciclo, e nenhum motor pode rejeitar mais calor do que produz de trabalho.
Epossível, desde que o motor funcione sem atrito e sem rejeitar calor para o ar ambiente.
Resposta correta: alternativa A
💡 Explicação
A alternativa correta é a A. O rendimento anunciado é 300/1 000 = 30%, mas o máximo de Carnot entre 400 K e 300 K é 1 - 300/400 = 25%. Como nenhuma máquina pode superar Carnot, a proposta é impossível. O valor de 79% da alternativa B aparece quando se esquece de converter as temperaturas para kelvin.
Questão enviada por Equipe Canetinha ao banco público do Canetinha.
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