Uma máquina térmica que opera em ciclos produz 4,0 kJ de trabalho a partir de uma transferência de 24,0 kJ de calor para a máquina e 16 kJ de calor para a atmosfera. Esta máquina está de acordo com a 1^a Lei da Termodinâmica?

Passo 1

Então, a gente tem uma máquina térmica que faz um ciclo e produz 4,0 kJ de trabalho. Ela recebe 24,0 kJ de calor e libera 16 kJ para a atmosfera. A pergunta é: essa máquina tá de acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica? Vamos precisar entender essa lei e ver como aplicar ela aqui.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é a 1ª Lei da Termodinâmica. Basicamente, ela fala sobre a conservação de energia: a energia que entra no sistema menos a energia que sai do sistema deve ser igual ao trabalho realizado pelo sistema. A fórmula fica assim:
Qentrada - Qsaída = W í

Passo 3

Agora, vamos identificar cada parte no nosso problema. A quantidade de calor que entra na máquina ( ) é 24,0 kJ. O calor que sai para a atmosfera ( í) é 16,0 kJ. E o trabalho produzido ( ) é 4,0 kJ.

Passo 4

Vamos aplicar a fórmula da 1ª Lei com esses valores:
24,0, kJ - 16,0, kJ = 4,0, kJ

Passo 5

Fazendo a subtração:
24,0 - 16,0 = 8,0
Então, de acordo com a 1ª Lei, o trabalho deveria ser 8,0 kJ. Mas a máquina está produzindo apenas 4,0 kJ.

Resposta

Não, a máquina não está de acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, já que o trabalho produzido (4,0 kJ) é menor do que o esperado (8,0 kJ) segundo a conservação de energia.

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