Um cientista afirma ter inventado uma máquina que opera segundo um ciclo termodinâmico entre as temperaturas de 27°C e 127°C e que possui eficiência de 55%. Isso é possível?

Passo 1

Neste problema o enunciado nos fornece apenas as temperaturas da fonte quente, da fonte fria e a eficiência. Logo é muito provável ser um problema envolvendo o ciclo de Carnot, ao perguntar se este ciclo é possível essa ideia se confirma porque nenhum ciclo pode ter a eficiência maior do que a do ciclo de Carnot.

Passo 2

Então vamos calcular a eficiência do ciclo de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas.

T L = 27 + 273 = 300 K

T H = 127 + 273 = 400 K

η = 1 - 300 400 = 25 %

Passo 3

Ao comparar a eficiência de Carnot (25%) com a fornecida pelo problema (55%) percebemos que a eficiência da máquina do cientista é maior do que a do ciclo de Carnot. Logo isso é impossível.

Resposta

Esse ciclo é impossível.

Exercícios Resolvidos de Ciclo de Carnot

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