Exercicios
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Exercício fundamental
Exercício de fixaçäo
Qual deveria ser a condição para que uma máquina de Carnot tivesse um rendimento de 100%? Considerando a segunda lei da Termodinâmica, explique 0 que se pode concluir a respeito da resposta a essa pergunta.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Queremos descobrir qual condição permitiria que uma máquina de Carnot tivesse um rendimento de 100%. Para isso, vamos utilizar conceitos da Termodinâmica, especificamente a Segunda Lei da Termodinâmica, que nos ajudará a entender se essa condição é possível ou não.

Passo 2

Vamos relembrar a fórmula do rendimento ( eta = 1 - TcTh ) de uma máquina de Carnot. O rendimento é dado por:
onde:
  • é o rendimento,
  • é a temperatura da fonte fria,
  • é a temperatura da fonte quente.

Passo 3

Queremos que o rendimento seja 100%, ou seja, 1 = 1 - TcTh . Substituindo na fórmula:
TcTh = 0
Para que isso seja verdadeiro, o termo deve ser igual a zero:

Passo 4

Isso significa que a temperatura da fonte fria ( ) deve ser igual a zero Kelvin ( ). No entanto, atingir o zero absoluto é algo que a Termodinâmica diz ser impossível na prática.

Passo 5

De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, não é possível realizar uma transformação que converta todo o calor absorvido em trabalho útil sem deixar nenhum resíduo de calor. Portanto, uma máquina de Carnot com rendimento de 100% não pode existir.

Resposta

Não é possível que uma máquina de Carnot tenha um rendimento de 100%. Segundo a Segunda Lei da Termodinâmica, sempre haverá uma parte do calor que não pode ser convertida em trabalho, tornando inviável atingir um rendimento perfeito.

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