Uma máquina térmica opera segundo o ciclo J K L M J   conforme figura abaixo.

Assinale a ÚNICA alternativa correta:

(a) Qualquer outra máquina que opere entre T 2   e   T 1 não poderá ter rendimento maior que o desta.

(b) O rendimento dessa máquina é dado por η = 1 - T 2 / T 1 .

(c) O processo JK corresponde a uma compressão isotérmica.

(d) O trabalho realizado por essa máquina em um ciclo é W T = T 2 ( S 2 - S 1 ) .

Passo 1

Antes de analisar as alternativas, vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica. Essa lei nos diz que:

∆ U = Q - W

I – Verdadeira. A máquina representada na figura se refere a uma máquina térmica de Carnot! E nenhuma máquina existente possui eficiência maior do que a máquina de Carnot.

II – Falsa. O rendimento de uma máquina de Carnot é dado por η = 1 - T F / T Q , só que a temperatura do reservatório quente nesse caso é T 2 (que é a maior) e do reservatório frio é T 1 (que é a menor). Logo, o rendimento seria η = 1 - T 1 / T 2 (o que a frase afirma troca T 1 por T 2 na conta, então tá errado).

III - Falsa. De fato esse é um processo isotérmico, mas é um processo onde o gás GANHA calor (por que a variação de entropia é positiva). Se a gente lembrar do ciclo de Carnot no diagrama P V esse processo corresponde a uma expansão isotérmica!

IV – Falsa. Atente que a figura acima se refere a um diagrama T   × S , então:

d W = d S

No ciclo temos que ∆ U = 0 , logo

Q c i c l o = W c i c l o

E o trabalho do ciclo nesse diagrama é a área do ciclo que é dada por

W = T 2 - T 1 S 2 - S 1

Resposta

Letra A.

Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica em Ciclos

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