Uma máquina que pudesse se mover infinitamente sem precisar de energia é também chamada um moto perpétuo. Escreva porquê a construção de um moto perpétuo violaria o primeiro princípio da termodinâmica.

Passo 1

Então, a gente tem um exercício que fala sobre uma máquina que consegue se mover para sempre sem precisar de energia, chamada de moto perpétuo. A gente precisa entender por que construir esse tipo de máquina vai contra o primeiro princípio da termodinâmica. Para resolver isso, vamos lembrar do que diz esse princípio e como ele se aplica aqui.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é o primeiro princípio da termodinâmica. Basicamente, ele fala que a energia não pode ser criada nem destruída, só pode ser transformada de uma forma para outra. A equação que representa isso é:
Onde:
  • é a variação da energia interna do sistema.
  • é o calor fornecido ao sistema.
  • é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 3

Agora, vamos pensar na máquina de moto perpétuo. Se ela consegue se mover infinitamente sem precisar de energia externa, isso significa que ela está operando sem receber nenhum calor ( ) e sem gastar nenhum trabalho ( ).

Passo 4

Substituindo esses valores na equação do primeiro princípio da termodinâmica, temos:
Isso indica que a energia interna da máquina não está mudando, ou seja, não há entrada nem saída de energia.

Passo 5

Mas, na prática, uma máquina em movimento está constantemente realizando trabalho para superar forças como o atrito e a resistência do ar. Isso significa que, para continuar funcionando, ela precisaria continuamente de energia, o que não é o caso de um moto perpétuo.

Passo 6

Portanto, uma máquina que se move infinitamente sem energia viola o primeiro princípio da termodinâmica porque implicaria na criação de energia do nada, contrariando a lei que diz que a energia não pode ser criada nem destruída.

Resposta

Construir um moto perpétuo violaria o primeiro princípio da termodinâmica porque implicaria na criação de energia do nada, o que contraria a lei da conservação de energia que estabelece que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.

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