Questão 51 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Engenharia e arquitetura

Gabarito: CERTO.

Para julgar este item, precisamos aplicar o conceito de eficiência máxima de uma máquina térmica, que é a eficiência de Carnot. A eficiência de Carnot ($\eta_C$) é dada por $\eta_C = 1 - \frac{T_f}{T_q}$, onde $T_f$ é a temperatura da fonte fria e $T_q$ é a temperatura da fonte quente, ambas em Kelvin.

Primeiro, convertemos as temperaturas para Kelvin: $T_q = 477 \text{ °C} + 273 = 750 \text{ K}$ $T_f = 27 \text{ °C} + 273 = 300 \text{ K}$

Agora, calculamos a eficiência máxima possível: $\eta_C = 1 - \frac{300 \text{ K}}{750 \text{ K}} = 1 - 0,4 = 0,6$ ou $60%$.

A eficiência de uma máquina térmica real é dada por $\eta = 1 - \frac{Q_f}{Q_q}$, onde $Q_f$ é o calor rejeitado e $Q_q$ é o calor recebido.

Para a máquina proposta no item: $Q_q = 900 \text{ kJ}$ $Q_f = 90 \text{ kJ}$

Calculamos a eficiência dessa máquina: $\eta = 1 - \frac{90 \text{ kJ}}{900 \text{ kJ}} = 1 - 0,1 = 0,9$ ou $90%$.

Como a eficiência calculada para a máquina proposta ($90%$) é maior que a eficiência máxima de Carnot para as temperaturas dadas ($60%$), a construção dessa máquina é impossível, pois violaria a Segunda Lei da Termodinâmica (Princípio de Carnot).