Ciclo de Carnot

Prévia do material em texto

Questão 01 - (Uni-FaceF SP) 
O gráfico mostra a variação da pressão de um gás ideal, em função do volume, ao longo de uma transformação cíclica de Carnot.
(Michael J. Moran et al. Princípios de Termodinâmica para Engenharia, 2013.)
Analisando o gráfico e considerando TH > TC, é correto afirmar que:
a)	de 1 para 2 ocorre expansão adiabática e de 2 para 3 ocorre expansão isotérmica.
b)	de 1 para 2 ocorre expansão adiabática e de 2 para 3 ocorre compressão isotérmica.
c)	de 2 para 3 ocorre compressão adiabática e de 3 para 4 ocorre compressão isotérmica.
d)	de 3 para 4 ocorre expansão adiabática e de 4 para 1 ocorre compressão isotérmica.
e)	de 3 para 4 ocorre expansão isotérmica e de 4 para 1 ocorre compressão adiabática.
Questão 02 - (ENEM) 
O motor de combustão interna, utilizado no transporte de pessoas e cargas, é uma máquina térmica cujo ciclo consiste em quatro etapas: admissão, compressão, explosão/expansão e escape. Essas etapas estão representadas no diagrama da pressão em função do volume. Nos motores a gasolina, a mistura ar/combustível entra em combustão por uma centelha elétrica.
Para o motor descrito, em qual ponto do ciclo é produzida a centelha elétrica?
a)	A
b)	B
c)	C
d)	D
e)	E
TEXTO: 1 - Comum à questão: 3 Dados necessários para a resolução de algumas questões desta prova:
Valor da aceleração da gravidade: 
Densidade da água: 
Pressão atmosférica: 
Calor específico da água: 
Calor latente de fusão do gelo: 80 cal g-1
Questão 03 - (UNIOESTE PR) 
A termodinâmica sistematiza as leis empíricas sobre o comportamento térmico dos corpos macroscópicos e obtém seus conceitos diretamente dos experimentos. Tendo como base as leis da termodinâmica, analise as seguintes proposições:
I.	Uma transformação adiabática é aquela em que o sistema não troca calor com a vizinhança. Então o trabalho realizado pelo sistema é feito à custa da diminuição da energia interna do sistema.
II.	Em uma máquina térmica a energia térmica é integralmente transformada em trabalho.
III.	É impossível a energia térmica fluir espontaneamente de um sistema mais frio para um sistema mais quente.
IV.	O ciclo de Carnot é um ciclo reversível ideal com o qual seria possível obter o máximo rendimento.
Estão corretas
a)	I e II
b)	I e IV
c)	III e IV
d)	I, III e IV
e)	Todas
TEXTO: 2 - Comum à questão: 4 
Questão 04 - (UFCG PB) 
Encontrou-se um projeto muito antigo de uma máquina térmica. Segundo suas especificações, após a “tradução” para a linguagem contemporânea da Física, a energia fornecida à máquina, por calor, era de 7,0 kJ vinda de uma fonte a 400K e a energia rejeitada para uma fonte fria a 300K era de 4,2 kJ.
Em relação ao projeto foram feitas três afirmações:
I.	O rendimento da máquina é de 60%.
II.	A máquina pode ser construída, pois a quantidade de energia transferida para a fonte fria é menor do que a energia recebida da fonte quente.
III.	A máquina não pode ser construída, pois viola o Segundo Princípio da Termodinâmica.
Em relação ao valor de verdade das afirmativas, a opção correta é
a)	todas as afirmativas estão corretas.
b)	as afirmativas II e III são falsas.
c)	a afirmativa III está correta.
d)	as afirmativas I e II estão corretas.
e)	todas as afirmativas são falsas.
Questão 05 - (UEM PR) 
Uma máquina térmica opera entre um reservatório térmico mantido à temperatura de 100 ºC e outro mantido à temperatura ambiente. Em que época do ano essa máquina atingiria sua maior eficiência?
a)	Em dia típico de outono.
b)	Em dia típico de verão.
c)	Em dia típico de primavera.
d)	Em dia típico de inverno.
e)	É indiferente, a eficiência não depende da temperatura do outro reservatório.
Questão 06 - (UFPR) 
Os estudos científicos desenvolvidos pelo engenheiro francês Nicolas Sadi Carnot (1796–1832) na tentativa de melhorar o rendimento de máquinas térmicas serviram de base para a formulação da segunda lei da termodinâmica.
Acerca do tema, considere as seguintes afirmativas:
1.	O rendimento de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho realizado pela máquina num ciclo e o calor retirado do reservatório quente nesse ciclo.
2.	Os refrigeradores são máquinas térmicas que transferem calor de um sistema de menor temperatura para outro a uma temperatura mais elevada.
3.	É possível construir uma máquina, que opera em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
Assinale a alternativa correta.
a)	Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
b)	Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
c)	Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
d)	Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e)	Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
Questão 07 - (UNIFOR CE) 
Uma máquina térmica, operando em ciclos, entre duas fontes a 27 ºC e 327 ºC, tem rendimento igual a 80% do rendimento que teria se estivesse operando segundo o ciclo de Carnot. Essa máquina retira 5,0 x 103 cal da fonte quente em cada ciclo e realiza 10 ciclos por segundo. A potência útil que a máquina fornece, em kW, vale
Considere: 1 cal = 4 J
a)	1,0
b)	2,0
c)	5,0
d)	10
e)	80
Questão 08 - (UFRN) 
As máquinas térmicas transformam a energia interna de um combustível em energia mecânica. De acordo com a 2a Lei da Termodinâmica, não é possível construir uma máquina térmica que transforme toda a energia interna do combustível em trabalho, isto é, uma máquina de rendimento igual a 1 ou equivalente a 100%.
O cientista francês Sadi Carnot (1796-1832) provou que o rendimento máximo obtido por uma máquina térmica operando entre as temperaturas T1 (fonte quente) e T2 (fonte fria) é dado por
Com base nessas informações, é correto afirmar que o rendimento da máquina térmica não pode ser igual a 1 porque, para isso, ela deveria operar 
a)	entre duas fontes à mesma temperatura, T1=T2, no zero absoluto.
b)	entre uma fonte quente a uma temperatura, T1, e uma fonte fria à temperatura T2 = 0o C.
c)	entre duas fontes à mesma temperatura, T1=T2, diferente do zero absoluto.
d)	entre uma fonte quente a uma temperatura, T1, e uma fonte fria à temperatura T2 = 0 K.
Questão 09 - (UNIFOR CE) 
Uma máquina térmica opera segundo o ciclo de Carnot entre duas fontes térmicas cujas temperaturas são –23 °C e 227 °C.
Se, em cada ciclo, a máquina rejeita para a fonte fria 24 calorias, o trabalho que ela realiza, por ciclo, em calorias, vale
a)	48
b)	36
c)	24
d)	12
e)	6,0
Questão 10 - (UFAM) 
Um Físico, buscando economizar combustível construiu uma máquina térmica que em cada ciclo absorve 5000 Joules da fonte quente a uma temperatura de 600 K e, rejeita 3000 Joules para a fonte fria. Sabendo que a maquina térmica tem um desempenho de 80% da máquina de Carnot, a temperatura da fonte fria vale: 
a)	120 K 
b)	300 K 
c)	480 K
d)	200 K 
e)	400 K
Questão 11 - (UDESC) 
A máquina de Carnot é considerada ideal porque tem o maior rendimento entre as máquinas térmicas. O ciclo termodinâmico dessa máquina, representado em um diagrama p x V, consiste das seguintes transformações:
expansão isotérmica – o sistema transforma o calor recebido da fonte quente à temperatura T1 em trabalho;
expansão adiabática – o sistema realiza trabalho e sua temperatura diminui de T1 para T2;
compressão isotérmica – o trabalho realizado sobre o sistema é convertido em calor, que é transferido para a fonte fria à temperatura T2;
compressão adiabática – o trabalho realizado sobre o sistema produz um aumento de temperatura de T2 para T1.
Assinale a alternativa correta.
a)	A área interna do ciclo no diagrama p x V é numericamente igual ao trabalho realizado pelo sistema.
b)	Durante cada transformação isotérmica a temperatura do sistema varia.
c)	Durante cada transformação adiabática o sistema troca calor com o meio externo.
d)	A cada ciclo a energia interna do sistema aumenta, na mesma quantidade do trabalho realizado.
e)	Como o ciclo é percorrido no sentido horário do diagrama p x V, o sistema cede mais calor ao meio externo do que recebe.
GABARITO: 
1) Gab: D
2) Gab: C
3) Gab: D
4) Gab: C
5) Gab: D
6) Gab: D
7) Gab: E
8) Gab:D
9) Gab: C
10) Gab: B
11) Gab: A
14
,
3
=
p
1
-1
C
º
g
 
cal
 
1
c
-
=
m/s
 
10
 x 
3,4
ar
 
no
 
som
 
do
 
Velocidade
m/s
 
10
 x 
3,0
 vácuo
no
 
luz
 
da
 
Velocidade
3
/kg
N.m
 
10
 x 
7,0
nal
Gravitacio
 
Constante
m
 
10
 x 
1,5
Sol
-
Terra
 
média
 
Distância
kg
 
10
 x 
6,0
Terra
 
da
 
Massa
m/s
 
10
:
Gravidade
 
da
 
Aceleração
kg/m
 
10
 x 
1,0
Água
 
da
 
Densidade
Pa
 
10
 x 
1,0
a
Atmosféric
 
Pressão
 
 
 
2
8
2
2
11
-
11
24
2
3
3
5
p
DADOS
 
1
2
T
T
1
-
=
h
(
)
b
a
®
(
)
c
b
®
(
)
d
c
®
(
)
a
d
®
-2
s
 
m
 
0
,
10
g
=
-3
3
m
 
kg
 
10
 x 
00
,
1
Pa
 
10
 x 
1,0
atm
 
1
5
=
Questão 01 
-
 
(Uni
-
FaceF SP) 
 
 
O gráfico mostra a variação da pressão de um gás ideal, em função do volume, ao longo de 
uma transformação cíclica de Carnot.
 
 
 
(Michael J. Moran 
et al. 
Princípios de Termodinâmica para Engenharia
, 2013.)
 
 
Analisando o gráfico e considerando T
H
 
> T
C
, é correto afirmar que:
 
 
a)
 
de 1 para 2 ocorre expansão adiabática e de 2 para 3 ocorre expansão isotérmica.
 
b)
 
de 1 para 2 ocorre expansão adiabática e de 2 para 3 ocorre compressão isotérmica.
 
c)
 
de 2 para 3 oc
orre compressão adiabática e de 3 para 4 ocorre compressão isotérmica.
 
d)
 
de 3 para 4 ocorre expansão adiabática e de 4 para 1 ocorre compressão isotérmica.
 
e)
 
de 3 para 4 ocorre expansão isotérmica e de 4 para 1 ocorre compressão adiabática.
 
 
Questão 02 
-
 
(ENEM) 
 
 
O motor de combustão interna, utilizado no transporte de pessoas e cargas, é uma 
máquina térmica cujo ciclo consiste em quatro etapas: admissão, compressão, 
explosão/expansão e escape. Essas etapas estão representadas no diagrama da pressão em 
função do volume. Nos motores a gasolina, a mistura ar/combustível entra em combustão por 
uma centelha elétrica.
 
 
Questão 01 - (Uni-FaceF SP) 
O gráfico mostra a variação da pressão de um gás ideal, em função do volume, ao longo de 
uma transformação cíclica de Carnot. 
 
 
(Michael J. Moran et al. Princípios de Termodinâmica para Engenharia, 2013.) 
 
Analisando o gráfico e considerando TH > TC, é correto afirmar que: 
 
a) de 1 para 2 ocorre expansão adiabática e de 2 para 3 ocorre expansão isotérmica. 
b) de 1 para 2 ocorre expansão adiabática e de 2 para 3 ocorre compressão isotérmica. 
c) de 2 para 3 ocorre compressão adiabática e de 3 para 4 ocorre compressão isotérmica. 
d) de 3 para 4 ocorre expansão adiabática e de 4 para 1 ocorre compressão isotérmica. 
e) de 3 para 4 ocorre expansão isotérmica e de 4 para 1 ocorre compressão adiabática. 
 
Questão 02 - (ENEM) 
O motor de combustão interna, utilizado no transporte de pessoas e cargas, é uma 
máquina térmica cujo ciclo consiste em quatro etapas: admissão, compressão, 
explosão/expansão e escape. Essas etapas estão representadas no diagrama da pressão em 
função do volume. Nos motores a gasolina, a mistura ar/combustível entra em combustão por 
uma centelha elétrica.