Segunda lei da termodinâmica

Dispõe-se de duas máquinas térmicas de Carnot. A máquina 1 trabalha entre as temperaturas de 227 °C e 527 °C, enquanto a máquina 2 opera entre 227 K e 527 K.
Analise as afirmativas a seguir e responda ao que se pede.

I. A máquina 2 tem maior rendimento que a máquina 1.
II. Se a máquina 1 realizar um trabalho de 2000 J terá retirado 6000 J de calor da fonte quente.
III. Se a máquina 2 retirar 4000 J de calor da fonte quente irá liberar aproximadamente 1720 J de calor para a fonte fria.
IV. Para uma mesma quantidade de calor retirada da fonte quente pelas duas máquinas, a máquina 2 rejeita mais calor para a fonte fria.

São corretas apenas:

A) I e II.
B) I e III.
C) II e IV.
D) III e IV.

Gabarito: Letra B

Oi,
I
O rendimento da máquina 1 é (lembre-se de transformar para kelvin:227ºC = 600K e 527ºC = 800K):
n1 = 1 - 600/800 => n1 = 0,25 = 25%
O da máquina 2:
n2 = 1 - 227/527 = 1 - 0,43074 = 0,56926 = 56,926% ≈ 57%
Logo, o rendimento da máquina 2 é maior que o da máquina 1 => VERDADEIRO

II
O trabalho realizado (rendimento) é 2000J, logo 0,25x = 2000, x = 8000J, portanto, ela retirou 8000J da fonte quente => FALSO

III
O rendimento da máquina dois é aproximadamente 57%, logo o restante 43% e a parte desperdiçada, e que, portanto, irá para a fonte fria.
Logo irá liberar para a fonte fria: 0,43 . 4000 = 1720J => Verdadeiro

IV
Falso, se a máquina dois tem um maior rendimento, ela irá rejeitar menor calor que a I para a fonte fria => FALSO

Resp: B