Um industrial deseja lançar no mercado uma máquina térmica que opere entre dois reservatórios térmicos cujas temperaturas são 900 K e 300 K, com rendimento térmico de 40% do máximo teoricamente admissível. Ele adquire os direitos de um engenheiro que depositou uma patente de uma máquina térmica operando em um ciclo termodinâmico composto por quatro processos descritos a
seguir:

Processo 1 – 2: processo isovolumétrico com aumento de pressão: (V_i,p_i) → (V_i,p_f)
Processo 2 – 3: processo isobárico com aumento de volume: (V_i,p_f) → (V_f,p_f)
Processo 3 – 4: processo isovolumétrico com redução de pressão: (V_f,p_f) → (V_f, p_i)
Processo 4 – 1: processo isobárico com redução de volume: (V_f, p_i) → (V_i,p_i)

O engenheiro afirma que o rendimento desejado é obtido para qualquer valor de P_f/P_i > 1 desde que a razão entre os volumes V_f/V_i seja igual a 2. Porém, testes exaustivos do protótipo da máquina indicam que o rendimento é inferior ao desejado. Ao ser questionado sobre o assunto, o engenheiro argumenta que os testes não foram conduzidos de forma correta e mantém sua afirmação original. Supondo que a substância de trabalho que percorre o ciclo 1-2-3-4-1 seja um gás ideal monoatômico e baseado em uma análise termodinâmica do problema, verifique se o rendimento desejado pode ser atingido.