Considere que você está lecionando Termodinâmica para uma turma de Engenharia e deseja demonstrar formalmente que nenhuma máquina térmica operando entre duas fontes térmicas fixas pode apresentar rendimento superior ao de uma máquina reversível de Carnot.
Considere:

• \(T_H\): a temperatura absoluta da fonte quente;
• \(T_C\): a temperatura absoluta da fonte fria, com \(T_H > T_C\);
• \(Q_H\): o calor absorvido da fonte quente por uma máquina térmica;
• \(Q_C\): o calor rejeitado à fonte fria;
• \(W\): o trabalho realizado pela máquina térmica;
• \(\eta = \dfrac{W}{Q_H}\) o rendimento da máquina térmica;
• \(\eta_C = 1 - \dfrac{T_C}{T_H}\) o rendimento de uma máquina reversível de Carnot operando entre as mesmas temperaturas.

Admita que uma máquina térmica genérica M opere entre essas mesmas fontes com rendimento η e suponha, por hipótese, que
η > ηC
Para demonstrar que essa hipótese conduz a uma contradição com a Segunda Lei da Termodinâmica, pode-se acoplar a máquina M a um ciclo reversível de Carnot operando como refrigerador entre os mesmos reservatórios.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente a estrutura lógica da demonstração de que o ciclo de Carnot possui rendimento máximo.