Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 19.1 - Ex. 37
“Até onde sabemos, a Natureza nunca desenvolveu uma máquina térmica” – Steven Vogel, Dispositivos da Vida. (a) Calcule o rendimento de uma maquina térmica operando entre a temperatura do corpo () e uma temperatura externa típica (), e compare-o com o rendimento do corpo humano ao converter energia química em trabalho (aproximadamente por cento). Esta comparação entre os rendimentos contradiz a segunda lei da Termodinamica? (b) A partir do resultado da parte (a), e de um conhecimento geral sobre as condições nas quais a maioria dos organismos de sangue quente existe, dê uma razão pela qual nenhum desses organismo desenvolveu uma máquina térmica para aumentar sua energia interna.
Passo 1
- Pra achar o rendimento, a gente precisa dessas temperaturas na escala absoluta. Então vamos converter, é só usar a fórmula:
- A maioria dos animais de sangue quente vivem quase nas mesmas condições que os humanos. Para fazer de nós uma máquina térmica com uma boa eficiência, a temperatura interna teria que ser mantida num nível bem alto, o que não é possível, já que isso traria problemas para o nosso corpo!
:
:
Beleza, agora é só jogar na fórmula do rendimento!
Bem, o fato de essa eficiência ser consideravelmente mais baixa que a eficiência real do corpo humano não é um problema para a segunda lei da termodinâmica. O que vale notar aqui é que o corpo humano não fica obtendo energia da troca de calor com o ambiente para se mover, mas sim da comida!