Classifique as seguintes situações seguintes como Verdadeiras (V) ou Falsas (F), justificando as falsas.
(e) A 2^ a . Lei da Termodinâmica é violada por uma máquina, que funcionando em ciclo, extrai uma quantidade de calor de uma fonte quente e a transforma completamente em trabalho útil.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente analisar se uma afirmação sobre a Segunda Lei da Termodinâmica é verdadeira ou falsa. O conteúdo aqui é de Termodinâmica, especificamente sobre como máquinas térmicas funcionam. Para resolver, vamos precisar entender o que diz a Segunda Lei da Termodinâmica e como ela se aplica a máquinas que convertem calor em trabalho.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a Segunda Lei da Termodinâmica. Essa lei basicamente diz que a energia sempre se move de uma forma mais ordenada para uma menos ordenada. No contexto de máquinas térmicas, ela estabelece que não é possível converter todo o calor retirado de uma fonte quente em trabalho útil sem que haja alguma mudança em outra parte do sistema.

Passo 3

Agora, vamos analisar a afirmação: “A segunda Lei da Termodinâmica é violada por uma máquina, que funcionando em ciclo, extrai uma quantidade de calor de uma fonte quente e a transforma completamente em trabalho útil.” Se essa máquina realmente conseguisse transformar todo o calor extraído em trabalho sem nenhuma outra consequência, ela estaria desrespeitando a Segunda Lei, porque de acordo com a lei, sempre haverá uma parte do calor que não pode ser convertida em trabalho e precisa ser liberada para uma fonte fria.

Passo 4

Além disso, esse conceito está relacionado ao conceito de eficiência de Carnot, que é a eficiência máxima teórica de uma máquina térmica. A eficiência de Carnot é dada por:
eta = 1 - TfriaTquente
Onde $ T_{fria} $ e $ T_{quente} $ são as temperaturas das fontes fria e quente, respectivamente. Note que a eficiência nunca pode ser 100% a menos que a temperatura da fonte fria seja zero absoluto, o que é impossível na prática.

Resposta

Falsa (F): A afirmação é falsa porque, segundo a Segunda Lei da Termodinâmica, não é possível uma máquina térmica converter todo o calor extraído de uma fonte quente em trabalho útil sem uma fonte fria. Sempre haverá uma parte do calor que precisa ser liberada para manter o ciclo, garantindo que a eficiência da máquina seja menor que 100%.

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