(UnB/CESPE - Petrobras - 2008 - Adaptado) Do ponto de vista macroscópico, a segunda lei da termodinâmica pode ser entendida como uma lei de evolução no sentido de definir a seta do tempo. Ela define processos reversíveis que ocorrem em um universo em constante equilíbrio, e processos irreversíveis onde o universo evolui de maneira a ''degradar-se''. Considere que na figura a seguir, a operação no sentido inverso ao indicado representa um ciclo de refrigeração. O desempenho máximo alcançado por esse refrigerador, que mantém um sistema a 0 °C com um exterior a 180 °C, é de
Fonte: Atkins, P e de Paula, J. Físico-Química. São Paulo: LTC, 2002, vol. 1, p. 99 (adaptado).
A) 100%
B) 40%
C) 252%
D) 152%
E) 80%
Fonte: Atkins, P e de Paula, J. Físico-Química. São Paulo: LTC, 2002, vol. 1, p. 99 (adaptado).
A) 100%
B) 40%
C) 252%
D) 152%
E) 80%
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Resposta:
B) 40%
Explicação:
Para determinar o desempenho máximo alcançado por esse refrigerador, que mantém um sistema a 0 °C com um exterior a 180 °C, podemos usar a eficiência do Carnot, que é uma medida da eficiência ideal de um ciclo de refrigeração ou de um motor.
A eficiência do Carnot é dada por:
Eficiência = 1 - (Tc / Th)
Onde:
Tc é a temperatura absoluta da fonte fria (0 °C + 273,15 = 273,15 K)
Th é a temperatura absoluta da fonte quente (180 °C + 273,15 = 453,15 K)
Agora, podemos calcular a eficiência do Carnot:
Eficiência = 1 - (273,15 K / 453,15 K)
Eficiência = 1 - 0,6028
Eficiência ≈ 0,3972
A eficiência do Carnot é aproximadamente 0,3972 ou 39,72%.
No entanto, a eficiência do Carnot é a eficiência máxima teoricamente possível para qualquer ciclo de refrigeração. Portanto, o desempenho máximo alcançado pelo refrigerador é de 39,72%, o que é mais próximo da opção (B) 40%. Portanto, a resposta correta é a opção B) 40%.