Considere uma máquina térmica operando em um ciclo termodinâmico. Esta máquina recebe de uma fonte quente cuja temperatura é de e produz um trabalho de . Ao mesmo tempo, rejeita para uma fonte fria que se encontra a . A análise termodinâmica da máquina térmica descrita revela que o ciclo proposto é um(a):
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Em primeiro lugar, observemos que a máquina recebe energia de uma fonte quente, e parte desta, no ciclo, é rejeitada para uma fonte fria, tratando-se portanto de um motor térmico.
Do contrário, seria uma máquina frigorífica, que retira calor de uma fonte fria (realizando algum trabalho elétrico, que seja) e dissipa em uma fonte quente.
Em segundo lugar, calculemos o máximo rendimento teórico a partir das temperaturas dadas:
$\Large{\eta}_{máx}$ $ = $ $1-\large{\frac{300}{400}}$ $=$ $25\% $ de rendimento. Por outro lado, ao calcular o rendimento desta máquina térmica, encontra-se $\Large{\eta}$ $=$ $\large{\frac{150}{300}}$ $ = 50\% $, resultado que viola a Segunda Lei da Termodinâmica.
Ademais, a máquina recebe $300$ $J$ e rejeita $150$ $J$, então o calor do ciclo é $Q_{ciclo} = 300-150 = 150$ $J$. O trabalho realizado no ciclo é igual a $W_{ciclo} = 150$ $J$. Assim:
$\Delta U_{ciclo} = Q_{ciclo} - W_{ciclo} = 150 - 150 = 0$. E este resultado atende a Primeira Lei da Termodinâmica.
Portanto, a alternativa correta é a $\mathbb{(E)}$.

11:43 26/04/2025
O que seria esse "Qciclo" ? Na hora de fazer o DeltaU, usei Q = 300, achando assim, uma variação de 150 joules. Não compreendi a segunda parte da sua resolução...