4 - Termologia - Parte IV

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FÍSICA
Termologia – Parte IV
Livro Eletrônico
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CÓDIGO:
230131156030
HÉRICO AVOHAI
Graduado em Física pela UNB e pós-graduado em Criminalística. É professor de 
Física, Matemática, Raciocínio Lógico e Criminalística, tendo começado a lecionar em 
2000, tanto para o nível médio quanto para cursos preparatórios para concursos. Foi 
aprovado em diversos concursos. Desde 2010 é Perito Criminal da Polícia Científica 
do Estado de Goiás, atuou na Força Nacional de Segurança Pública entre 2016 e 
2018 e é analistas em perfis de manchas de sangue pela Associação Internacional de 
Analistas de Manchas de Sangue (IABPA).
 
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Termologia – Parte IV
Hérico Avohai
SUMÁRIO
Termologia – Parte IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1. Calores Específicos dos Gases Ideais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Gráfico da Transformação Adiabática (Q = 0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3. O Trabalho em uma Transformação Isotérmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4. Máquinas Térmicas e a 2ª Lei da Termodinâmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5. Geladeira e Ar-condicionado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
6. O Ciclo de Carnot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7. Ciclos Termodinâmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
7.1. Ciclo de Otto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
7.2. Ciclo de Diesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8. Transformações Reversíveis e Irreversíveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
9. Entropia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
9.1 Variação da Entropia em Processos Reversíveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.2. Variação da Entropia em Processos Irreversíveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Mapa Mental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Questões de concurso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Gabarito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Gabarito comentado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
 
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Bom dia, boa tarde e boa noite, tudo bem contigo?
Espero que sim!
Chegamos a nossa última aula sobre termologia! Nesta aula estudaremos os calores 
específicos dos gases ideais, a 2ª lei da Termodinâmica e algumas máquinas térmicas.
Espero que você aproveite bem esta aula e que faça a diferença na sua classificação.
Então vamos “deixar de coisa” e começar a estudar.
Boa aula!
 
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TERMOLOGIA – PARTE IVTERMOLOGIA – PARTE IV
1 . caLOREs EsPEcíFIcOs DOs GasEs IDEaIs1 . caLOREs EsPEcíFIcOs DOs GasEs IDEaIs
Duas transformações em especial merecem a sua atenção, são elas: a transformação 
isocórica e a isobárica.
• Transformação isocórica
Estudamos na aula anterior que, numa transformação isocórica, a 1ª Lei da Termodinâmica 
tem a seguinte configuração, pois o Trabalho é nulo quando não há variação de volume:
• Transformação isobárica
Nessa transformação, utilizando a 1ª Lei da Termodinâmica, a pressão é constante, logo 
ela tem a seguinte configuração:
Se considerarmos que a variação da temperatura foi a mesma nas duas situações 
anteriores, temos que as variações das energias internas são iguais, logo:
Dessa forma, podemos concluir que a quantidade de calor recebida numa transformação 
isobárica é maior que a quantidade de calor da transformação isocórica.
Muito bem explicado, Bizurado!
Pegando a equação II, podemos isolar a sua variação da energia interna.
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E substituir na igualdade a seguir, logo:
Ou:
Sabemos que:
Logo:
Isolando o trabalho, temos:
Se:
Podemos concluir ainda que o calor específico do gás na transformação isobárica é 
maior que o da transformação isocórica.
Na aula sobre calorimetria, vimos que o calor específico é a quantidade de calor necessária 
para elevar uma unidade de massa em uma unidade de temperatura.
Substituindo a quantidade de calor sensível ( ) para cada transformação na 
equação III, temos:
Sabe-se que o trabalho é , logo:
Por fim, aplicando a equação de Clapeyron, temos:
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Cancelando os iguais, chegamos à Relação de Mayer, dada por:
Passando M para o outro lado:
O produto entre a massa molar M e o calor específicoc é chamado de calor específico 
molar “C”, logo:
Para um gás monoatômico, por definição, podemos utilizar:
E
Bora para a nossa primeira questão!
001. 001. (EXÉRCITO/ESFCEX/PROFESSOR/2010) Um cilindro de volume variável contendo 2 moles 
de um gás ideal monoatômico é aquecido de 300K até 500K. O aquecimento é realizado 
isocoricamente. Considerando o calor específico molar a volume constante Cv = 12,45 J/
mol.K, a variação da sua energia interna é:
a) 2490J
b) 3320J
c) 4150J
d) 4980J
e) 8300J
DADOS
n = 2 moles
∆T = T2 – T1 = 500 – 300 = 200 K
Cv = 12,45 J/mol.K
∆U =?
Para uma transformação isocórica, a 1ª Lei da Termodinâmica é dada por:O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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Substituindo a quantidade de calor sensível, temos:
Sabemos que o calor específico molar é:
E que o número de moles é a massa sobre a massa molar (n=m/M), logo:
Substituindo na Primeira Lei da Termodinâmica:
Substituindo os valores conhecidos, chegamos ao resultado:
Letra d.
Pronto!
Agora chamo a atenção para um item importante, a equação da variação da energia 
interna a que chegamos na resolução da questão.
Ela nos permite concluir que a mudança na energia interna de um gás ideal confinado 
não depende do tipo de transformação que causou a mudança de temperatura, ou seja, 
essa equação vale para qualquer tipo de transformação!!!
EXEMPLO
Considere que, no diagrama pxV (pressão em função do volume) a seguir, o gás realize, de 1 
para 2, uma transformação isocórica e, de 1 para 3, uma transformação adiabática, entre 
duas isotermas. Note que, nos dois processos, o gás possui a mesma variação de temperatura, 
pois as temperaturas inicial e final são as mesmas, de modo que terão a mesma variação de 
energia interna, independentemente do tipo de transformação.
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2. GRÁFICO DA TRANSFORMAÇÃO ADIABÁTICA (Q = 0)2. GRÁFICO DA TRANSFORMAÇÃO ADIABÁTICA (Q = 0)
O gráfico da transformação isobárica obedece a equação de Poisson, dada por:
Em que:
• p é a pressão;
• V – é o volume; e
• γ é o expoente de Poisson, dado pela razão entre os calores específicos da pressão 
e do volume constantes.
O seu valor dependerá da atomicidade do gás:
• gás monoatômico, γ = 1,7
• gás diatômico, γ = 1,4
• gás poliatômico, γ = 1,3
Portanto, como o valor desse expoente é maior que 1, o gráfico da transformação 
adiabática será uma hipérbole mais acentuada que a da isoterma.
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De A para B ocorre uma expansão adiabática, ou seja, o volume aumenta e a temperatura 
diminui, pois, pela 1ª Lei da Termodinâmica, podemos concluir que o gás realizou trabalho 
pela sua energia interna, logo, a temperatura diminuiu.
Já no sentido inverso, compressão adiabática, o trabalho será realizado sobre o gás e 
a sua energia interna aumenta, logo, a temperatura aumenta.
3 . O TRaBaLHO EM UMa TRaNsFORMaÇÃO IsOTÉRMIca3 . O TRaBaLHO EM UMa TRaNsFORMaÇÃO IsOTÉRMIca
Numa transformação isotérmica todo o calor será utilizado para a realização de trabalho 
e pode ser dado da seguinte forma:
Em que ln é o logaritmo neperiano, ou seja, logaritmo na base “e”.
4 . MÁQUINas TÉRMIcas E a 2ª LEI Da TERMODINÂMIca4 . MÁQUINas TÉRMIcas E a 2ª LEI Da TERMODINÂMIca
Meu(minha) querido(a), pense numa máquina que consiga transformar calor em energia 
mecânica. Pensou?
Existem várias máquinas desse tipo no nosso dia a dia, como, por exemplo, o motor de 
um veículo, pois ele pega a energia proveniente da queima do combustível (calor) e faz as 
peças trabalharem (energia mecânica).
De uma forma geral, todas essas máquinas que transformam calor em energia mecânica 
são chamadas de máquinas térmicas.
O que elas fazem?
Elas “pegam” um calor proveniente de uma fonte quente, transformam-no em trabalho 
(energia mecânica) e o que não consegue transformar em trabalho é dissipado para uma 
fonte fria.
Eu coloquei entre em negrito as palavras quente e fria só para você saber que uma 
máquina térmica SEMPRE vai operar (trabalhar) entre essas duas fontes.
O diagrama a seguir te ajuda a entender uma máquina térmica.
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Dessa forma, podemos concluir que, pela conservação de energia, o trabalho realizado 
pela máquina térmica é a diferença entre as quantidades de calor da fonte quente e da 
fonte fria.
Antes de falar matematicamente da 2ª Lei, vou deixar dois enunciados importantes:
O primeiro é do físico alemão Rudolf Julius Emanuel Clausius:
O calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor para um outro 
corpo de temperatura mais alta.
E o segundo é de Kelvin-Planck:
É impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, converta 
toda a quantidade de calor recebido em trabalho.
O que podemos concluir desses dois enunciados?
Primeiro que o calor sempre fluirá espontaneamente de um corpo de maior temperatura 
para o de menor. Se acontecer o contrário, é porque houve a ação de um agente externo, 
como, por exemplo, nas máquinas frigoríficas.
Segundo é que somente uma parte da quantidade de calor da fonte quente “QQ” é 
recebida pela máquina térmica (realiza trabalho). Dessa forma, ela possui rendimento que 
determina qual a porcentagem foi efetivamente utilizada para realizar trabalho.
Portanto, a 2ª Lei da Termodinâmica é dada pelo rendimento da máquina térmica, da 
seguinte forma:
Como:
Temos que:
Em que n é dado em decimal ou porcentagem, sendo que, para nenhum rendimento, 
n = 0, nada foi aproveitado; e para n = 1 ou 100%, toda quantidade de calor quente foi 
transformada em trabalho. Entretanto, segundo o enunciado de Kelvin-Planck, isso nunca 
será possível.
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002. 002. (QUADRIX/SEDF/PROFESSOR/2021) Acerca da termodinâmica, julgue o item.
Suponha-se que uma máquina térmica execute 120 ciclos por minuto e que, em cada ciclo, 
retire 1.000 J da fonte quente e ceda 600 J à fonte fria. Nesse caso, é correto afirmar que 
a potência máxima do motor é de 400 J/s.
DADOS
120 ciclos por minuto ÷ 60 = 2 ciclos por segundo
QQ = 1000 J
QF = 600 J
Pot =?
A potência será o trabalho realizado (energia mecânica) dividido pelo tempo que ocorre os 
120 ciclos por minuto (2 ciclos por sengundo).
Uma máquina térmica nos dizque:
Isso para um ciclo, portanto, para 2 ciclos por segundo, temos:
E a potência:
Certo.
E a máquina frigorífica, como funciona?
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Ela faz o sentido contrário, ou seja, o ciclo gira no sentido anti-horário. Porém, para 
que isso ocorra, deverá necessariamente haver um trabalho externo agindo nesse caso. 
Observe os sentidos das setas.
Portanto, uma máquina frigorífica retira calor da fonte fria e cede para a fonte quente. 
Contudo, o postulado de Clausius diz que isso é impossível espontaneamente, por isso que 
deve haver um trabalho externo.
O coeficiente de desempenho, também chamado de coeficiente de performance (COP), 
numa máquina frigorífica é medido pela razão entre a quantidade de calor retirada da fonte 
fria e o trabalho utilizado para isso:
Como é uma razão entre duas grandezas diferentes, essa eficiência não pode ser dada 
em porcentagem.
Em termos de temperatura, sabemos que as energias são diretamente proporcionais 
às temperaturas em Kelvin das fontes.
Portanto, o COP pode ser dado por:
A dica que trago para você é que esse valor sempre será maior do que 1, portanto, se sua 
prova for de múltipla escolha e as respostas de um coeficiente de desempenho ou de 
performance tiverem valores menores do que 1, você já pode descartá-las.
5. GELADEIRA E AR-CONDICIONADO5. GELADEIRA E AR-CONDICIONADO
Antes de entrar no funcionamento desses aparelhos eletrodomésticos, vamos conversar 
sobre compressão e expansão de um gás.
Sabemos que, para esquentar ou resfriar um corpo, temos que dar ou retirar calor dele, 
e isso a gente pode conseguir por meio da realização de trabalho, que nada mais é do que 
a força aplicada em determinado corpo durante um deslocamento, certo?
EXEMPLO
No inverno, quando você está com frio, para amenizá-lo, você esfrega uma mão na outra, 
não é mesmo? Ou seja, você realiza trabalho e, consequentemente, aumenta a temperatura 
das suas mãos.
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O mesmo acontece quando você enche o pneu de uma bicicleta utilizando uma bomba. Dessa 
vez, você está comprimindo o ar com força e deslocamento, realizando trabalho sobre o gás 
e, consequentemente, aumentando a sua temperatura.
Por outro lado, podemos também diminuir a temperatura de um gás, quando ele expande, 
ou seja, quando o próprio gás realiza trabalho, ele realiza deslocamento, por consequência 
perde energia e assim ocorre o seu resfriamento, como, por exemplo, quando você utiliza 
o seu desodorante, ou quando o Bizurado inventa de grafitar.
Quando o botãozinho é apertado, você está liberando o gás, ou seja, ele está expandindo, 
realizando trabalho, liberando energia, de modo que a sua temperatura diminui.
Ou você nunca percebeu e sentiu o gás frio no sovaco????
Pois é, acredite, essa temperatura é da ordem de 5 ºC!!!
Depois disso, podemos conversar sobre a geladeira e o ar-condicionado.
Sabe-se, desde os tempos mais remotos, que o resfriamento de alimentos é necessário 
para deixá-los, por mais tempo, próprios para consumo.
Com o avanço da população mundial, principalmente para lugares com temperaturas 
mais elevadas, foi-se necessário criar um dispositivo que poderia retirar calor da água na 
forma líquida e a transformar em gelo.
Tal dispositivo é conhecido como compressor, que foi criado em meados do século XIX 
por Jacob Perkins. Pensa numa evolução que começou a surgir!
Você, como comerciante de carnes, poderia não só vender para a sua região, como 
exportá-la para lugares mais distantes, sem se falar nas cervejarias, que tiveram um ótimo 
retorno financeiro devido a esse resfriamento artificial que até então era impossível.
Portanto, o compressor foi responsável tanto pela utilização do ar-condicionado quanto 
pelos refrigeradores domésticos, mais conhecidos popularmente como geladeira. E o negócio 
está tão evoluído que hoje em dia já tem geladeira que diz até qual alimento está prestes 
a vencer, imagine daqui a alguns anos??O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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Já conversamos sobre o funcionamento das máquinas frigoríficas, né?
Portanto, o funcionamento da geladeira e do ar-condicionado é igual ao de uma máquina 
frigorífica, que se baseia em um processo não natural, pois é necessário um trabalho externo 
realizado pelo compressor para que o calor saia da fonte fria para a fonte quente. Por isso 
que você paga uma conta de energia para poder utilizá-los.
GELaDEIRa
Vamos às partes de uma geladeira:
• o congelador (evaporador);
• a serpentina ou o condensador (sim, aquela mesma que você já colocou cueca ou 
calcinha atrás da geladeira para secar!!);
• o compressor;
• a válvula de expansão; e
• o fluido operante (fréon), que participa de todo o processo por dentro dos tubos.
E o que cada um desses dispositivos faz?
Vou esquematizar para você entender melhor:O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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Você já deve ter observado, no diagrama anterior, que a mudança de temperatura 
acontece no compressor e na válvula de expansão, certo?
Vamos analisar começando pela passagem do fluido operante pela válvula de expansão.
Ao passar pela válvula de expansão, ocorre, igualzinho ao desodorante: o gás vai 
expandir rapidamente e, adiabaticamente (sem trocar calor com o meio), realizar trabalho; 
consequentemente, a sua temperatura vai ficar bem baixinha, menor que a temperatura 
dos alimentos que estão na geladeira. Dessa forma, naturalmente, o calor vai ser transferido 
dos alimentos para o fluido operante.
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O problema agora é que esse calor retirado de dentro da geladeira tem de ser jogado 
para fora, para o meio ambiente, ou seja, para isso ocorrer, a temperatura do fluido operante 
deve estar maior que a do meio ambiente. Para isso que existe o compressor, ou seja, 
ele comprime rapidamente e adiabaticamente o fluido, realiza trabalho sobre o fluido e, 
consequentemente, a sua temperatura fica maior que a do meio ambiente.
Então, o fluido sai passa pela serpentina bem fininha, pois está comprimido, e libera 
calor para o meio ambiente. Por isso que atrás da geladeira é quente e você colocava, ou 
ainda coloca, as cuecas ou calcinhas para secarem mais rapidamente, principalmente no 
período chuvoso.
Note que estamos trabalhandocom uma transformação cíclica, então é de se esperar 
que o fluido volte a ter as mesmas condições iniciais. Assim, podemos concluir que a variação 
da energia interna é nula.
Ou seja, pela 1ª Lei da Termodinâmica, a quantidade de energia que entra (Qrec) mais o 
trabalho realizado sobre o gás (τ) é igual à quantidade de energia que sai (Qced), conforme 
observado no nosso desenho esquemático. E quem realiza o trabalho?
É a energia elétrica da sua concessionária de energia.
Portanto:
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Em que o coeficiente de desempenho é:
Ou:
Sempre será maior do que 1!
Igualzinho à máquina frigorífica já estudada!
Ah, para terminar, o fluido operante durante o ciclo não fica somente em um estado, beleza?
Quando o fluido passa pela válvula de expansão, ele vai evaporar enquanto estiver 
passando pelo evaporador (congelador) à medida que recebe o calor dos alimentos e em 
seguida quando passar pelo compressor, ele vai condensar enquanto estiver perdendo calor 
para o meio externo (condensador), voltando ao seu estado líquido.
AR-CONDICIONADO
O objetivo do ar-condicionado é retirar calor de um lugar que está frio e mandar para 
o ambiente externo, igualzinho acontece no refrigerador.
O ar-condicionado também possui o compressor e a válvula de expansão, agora é só 
fazer a analogia com o estudado anteriormente.
A física é a mesma, não muda nadinha!!O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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A única diferença é que, nos tubos do ar-condicionado, pode ser utilizado um gás ideal 
e ele não muda de estado durante todo o processo, ou pode ser utilizado um fluido que 
muda de fase, daí ocorre exatamente igual às fases do fluido operante no refrigerador.
6 . O cIcLO DE caRNOT6 . O cIcLO DE caRNOT
Historicamente, os estudiosos acreditavam que, em algum momento, uma máquina 
térmica poderia atingir o rendimento de 100%, ou seja, todo o calor da fonte quente ser 
utilizado para a realização de trabalho.
Porém, o engenheiro francês Nicolas Carnot, demonstrou que isso era impossível e 
propôs uma máquina térmica ideal, que opera num ciclo de transformações denominado 
Ciclo de Carnot, com os seguintes postulados:
• “Não existe máquina que opere entre duas temperaturas fixadas com um rendimento 
maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas.”
• “A máquina ideal de Carnot tem o mesmo rendimento, qualquer que seja o fluido 
operante, sendo completamente reversível sem adição de energia.”
A conclusão a que chegamos é que se uma máquina térmica conseguir operar conforme 
o ciclo de Carnot, ela conseguirá o maior rendimento possível.
Que agonia, hein Bizurado!! Mas você está certo, temos que saber como é o Ciclo de Carnot.
O ciclo de Carnot consiste em uma transformação cíclica composta por duas 
transformações adiabáticas e duas isotérmicas, sendo que é uma e depois a outra, ou 
seja, elas são intercaladas.
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Termologia – Parte IV
Hérico Avohai
Vamos analisar cada uma das transformações acima.
A  B
Trata-se de uma expansão isotérmica, ou seja, o gás recebe calor da fonte quente e 
realiza trabalho.
B  C
Trata-se de uma expansão adiabática, isso significa que não há troca de calor entre o sistema 
e o meio e que o gás realiza trabalho diminuindo a sua energia interna, consequentemente, 
a sua temperatura.
C  D
Trata-se de uma compressão isotérmica, isso significa o calor é dissipado para a fonte 
fria devido o recebimento de trabalho e a variação da energia interna é nula.
D  A
Trata-se de uma compressão adiabática, portanto, o sistema não troca calor, recebe 
trabalho e aumenta a energia interna, e consequentemente a sua temperatura e volta para 
a posição inicial.
Nesse ciclo, as temperaturas entre as fontes quente e fria são proporcionais aos calores 
recebido e cedido pelo sistema, logo:
Portanto, o rendimento será:
Note que se a temperatura fria for o zero absoluto, o rendimento passaria a ser 1 ou 
100%, porém vimos que isso é impossível, ou seja, não existe sistema físico que possa estar 
no zero absoluto.
É verdade, Bizurado! Tudo na Física se complementa! Eu também acho lindo!
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003. 003. (FCC/SEDUS/PROFESSOR/2016) Uma máquina térmica opera, segundo o ciclo de 
Carnot, entre duas fontes a 300 K e 700 K, respectivamente.
Se, em cada ciclo, ela retira da fonte quente 2,0.103 calorias, o trabalho realizado, em joules, 
em cada ciclo, por essa máquina é de
Dado: 1 cal = 4,2 J
a) 1,2. 103
b) 3,6. 103
c) 1,32. 103
d) 8,4. 103
e) 4,8. 103
DADOS
T
F = 300 K
T
Q = 700 K
Q
Q = 2,0.103
Vamos encontrar o rendimento a partir das temperaturas e em seguida o trabalho.
O rendimento para a quantidade de calor e o trabalho é:
Letra e.
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7 . cIcLOs TERMODINÂMIcOs7 . cIcLOs TERMODINÂMIcOs
Existem vários ciclos termodinâmicos. Vou conversar sobre alguns que são 
cobrados em prova.
Lembrando que nenhum desses ciclos possui rendimento maior que o ciclo de Carnot.
7 .1 . cIcLO DE OTTO7 .1 . cIcLO DE OTTO
O ciclo de Otto é o que ocorre nos motores de combustão interna, sim, esses veículos 
que utilizam gasolina, etanol e GNV (gás natural), também conhecido como motores de 
quatro tempos.
A energia dos gases (fonte quente) provenientes da combustão ocorrida devido à uma 
faísca (produzida pela vela) no interior do motor, é utilizada para a realização de trabalho 
(movimentação dos pistões) e o que não é utilizado é dissipado para a fonte fria.
Diagrama pxV do ciclo de Otto:
I – De 0 para 1, ocorre uma expansão isobárica. Nesse momento, ocorre a admissão 
da mistura ar e combustível, dentro de uma câmara de combustão, onde se encontra 
também o pistão.
II – De 1 para 2, ocorre uma compressão adiabática. O pistão comprime a mistura 
rapidamente, dessa forma não há troca de calor com o meio.
III – De 2 para 3, uma faísca é gerada, ocorrendo um aumento de pressão isocórico.
IV – De 3 para 4, imediatamente após, ocorre rapidamente uma expansão adiabática.
De 4 para 5, há uma diminuição de pressão a volume constante (isocórica), voltando a 
posição inicial e dando início a um novo ciclo.
7 .2 . cIcLO DE DIEsEL7 .2 . cIcLO DE DIEsEL
O ciclo de Diesel, como o próprio nome diz, configura o funcionamento dos motoresde combustão interna movido a diesel, podem ser de dois tempos ou de quatro tempos.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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A diferença para o ciclo anterior está no fato de não utilizar a faísca para produzir a 
combustão e somente a compressão da mistura (ar + diesel) inserida no motor.
Diagrama pxV do ciclo de Diesel:
I – De A para B, ocorre uma compressão adiabática, nesse momento há a inserção da 
mistura (diesel + ar), sendo que a temperatura no cilindro é alta o suficiente para 
provocar a ignição;
II – De B para C, o calor gerado produz uma expansão isobárica, aumentando a 
temperatura;
III – De C para D, ocorre uma expansão adiabática rapidamente, sem troca de calor.
IV – De D para A, por fim, numa diminuição de pressão isocórica, o motor volta ao 
estágio inicial para receber a mistura e recomeçar todo o processo.
8 . TRaNsFORMaÇÕEs REVERsíVEIs E IRREVERsíVEIs8 . TRaNsFORMaÇÕEs REVERsíVEIs E IRREVERsíVEIs
Sem mistérios, comando! Está acabando! Não é hora de desistir!
Os nomes por si só definem os tipos de transformações. Você só deve pensar e concluir 
se o processo é reversível ou irreversível.
Por exemplo, tem como um carro que colide contra um muro, desamassar e retornar 
para o seu estado inicial sozinho?
Claro que não! Isso só acontece se for levado a uma lanternagem e alguém (trabalho 
externo) colocar de volta, portanto, esse tipo de transformação é irreversível.
Como é o caso do calor, que flui sempre espontaneamente da fonte quente para a 
fonte fria.
Já o processo reversível é aquele caminho de duas vias, ou seja, pode acontecer nos dois 
sentidos, no vai e vem, sem que haja uma força externa para que os caminhos ocorram.
Você deve estar pensando que, então, a maioria dos processos naturais é irreversível!
Muito bem, exatamente isso!!!O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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EXEMPLO
Um processo reversível: compressão bem devagar (todos os processos reversíveis ocorrem 
lentamente) de um gás, de forma que, em cada instante, o sistema permaneça em equilíbrio 
termodinâmico. A compressão muito lenta de um gás, através de um êmbolo de seringa, é 
praticamente um processo reversível, pois, ao largar-se o êmbolo após a compressão, este 
volta à posição inicial. A energia fornecida ao gás sob a forma de trabalho, quando este é 
comprimido, é então liberada para os arredores quando o gás se expande.
9 . ENTROPIa9 . ENTROPIa
A entropia mede o grau de desordem do universo.
Rrsrs, boa Bizurado! Realmente é mais ou menos isso! Então trate de diminuir a entropia 
do seu quarto, ele não vai se arrumar sozinho!
A grandeza Entropia (S) foi proposta por Clausius (isso, aquele do postulado), que por 
meio de observações concluiu que onde as Leis da Natureza, sem interferência, agem, a 
tendência é que haja uma desordem nesse sistema.
Por exemplo, você já deve ter visto uma plantação de eucaliptos. Como que é a disposição 
de cada árvore?
https://br.freepik.com/fotos-premium/plantacao-de-eucaliptos-no-brasil-agricultura-de-papel-celulosico-visao-de-https://br.freepik.com/fotos-premium/plantacao-de-eucaliptos-no-brasil-agricultura-de-papel-celulosico-visao-de-
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Elas são alinhadas, não é mesmo?! Pois bem, esse alinhamento se deu por causa do 
homem que plantou cada muda com distâncias iguais e num certo alinhamento, conforme 
a melhor maneira para o cultivo.
Agora, imagine se não houvesse essa plantação. Como seria essa floresta de eucaliptos? 
Provavelmente desordenada!
Dessa forma, como vimos que a entropia mede o grau de desordem do universo, podemos 
concluir que, para os processos naturais, a tendência é que a desordem aumente, ou seja, 
a entropia também aumenta.
9 .1 VaRIaÇÃO Da ENTROPIa EM PROcEssOs REVERsíVEIs9 .1 VaRIaÇÃO Da ENTROPIa EM PROcEssOs REVERsíVEIs
Clausius definiu que devemos saber a relação entre a variação da entropia e a quantidade 
de calor num processor reversível, ou seja, com temperatura absoluta constante. Logo, a 
segunda lei da termodinâmica também pode ser descrita como?
A unidade no SI é J/K.
Note que o que importa é a diferença de entropia entre dois estados, não importa o 
caminho percorrido entre um e outro.
Podemos, ainda, concluir que, para processos reversíveis, a entropia do sistema, pode 
aumentar, diminuir ou permanecer constante:
• se um Q > 0, ou seja, o sistema recebe calor, ∆S > 0, a sua entropia aumenta;
• se um Q < 0, ou seja, o sistema cede calor, ∆S < 0, a sua entropia diminui;
• se a transformação for adiabática (Q =0), a entropia do sistema não varia, ∆S = 0.
Entretanto, a entropia do ambiente em que está o sistema será sempre a mesma, porém 
de sinal oposto ao do sistema. Dessa forma, a entropia do sistema + ambiente permanece 
constante.
9 .2 . VaRIaÇÃO Da ENTROPIa EM PROcEssOs IRREVERsíVEIs9 .2 . VaRIaÇÃO Da ENTROPIa EM PROcEssOs IRREVERsíVEIs
Para encontrar a variação da entropia num processo irreversível, seria necessário utilizar 
conhecimentos de nível superior, o que não é o foco do nosso curso. Entretanto, pode ser 
cobrada a equação da variação da entropia para qualquer processo ligando dois estados, 
que é dada por:
Em que n é o número de mols, R a constante universal dos gases e V o volume respectivo.
Podemos ainda encontrar a variação de entropia num processo de transferência de 
calor irreversível.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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Em que m é a massa, c o calor específico e T a temperatura respectiva.
As últimas duas questões são aplicações dessas duas equações da variação de entropia.
Diante disso, podemos enunciar a Segunda Lei da Termodinâmica em termos da entropia:
• “Em processos termodinâmicos que vão de um estado para outro, a entropia do 
conjunto aumenta para processos irreversíveis ou permanece constante para processos 
reversíveis”.
Pode ocorrer de a entropia de um sistema diminuir, como, por exemplo, no caso da 
condensação; porém, essa diminuição vem acompanhada de um acréscimo igual ou maior 
na entropia do ambiente onde está inserido o sistema.
Hey, Bizurado! Entropia é uma grandeza de estado, ou seja, mais uma propriedade 
física de um sistema que pode ser verificada em laboratório, assim como a energia 
interna e a temperatura.
Por exemplo, considere dois estados A e B de um sistema isolado, sendo que ambos 
possuem a mesma energia. Daí vem a seguinte dúvida: se o sistema estiver no estado A, 
passará espontaneamente para o B? E se estiver no estado B, passará para o estado A?
A 2ª Lei da Termodinâmica para a entropia nos diz que ou a entropia de umsistema 
isolado aumenta ou ela permanece constante. Diminuir, jamais!
Sabemos, ainda, que a entropia é constante em processos reversíveis, porém nenhum 
processo natural é completamente reversível, logo, haverá sempre um aumento de entropia.
Dessa maneira, podemos concluir que: a entropia do universo permanece constante 
ou sempre aumenta.
Ufa, chegamos ao final de mais um conteúdo, o importante agora é treinar bastante! 
Taca-lhe pau, Marco véio!O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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RESUMORESUMO
caLOREs EsPEcíFIcOs DOs GasEs IDEaIs
Relação de Mayer:
• Para um gás monoatômico:
GRÁFIcO Da TRaNsFORMaÇÃO aDIaBÁTIca
• Relação de Poisson:
• Expansão adiabática:
TRaBaLHO EM UMa TRaNsFORMaÇÃO IsOTÉRMIca
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MÁQUINas TÉRMIcas E a 2ª LEI Da TERMODINÂMIca
• Rudolf Julius Emanuel Clausius:
“O calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para 
um outro corpo de temperatura mais alta”.
• Kelvin-Planck:
“É impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, 
converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho”.
• Rendimento:
Ou
MÁQUINas FRIGORíFIcas
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• Coeficiente de desempenho:
O cIcLO DE caRNOT
ENTROPIA - S
• A entropia mede o grau de desordem do universo.
• Variação da Entropia em processos reversíveis:
• Se um Q > 0, ou seja, o sistema recebe calor, ∆S > 0, a sua entropia aumenta.
• Se um Q < 0, ou seja, o sistema cede calor, ∆S < 0, a sua entropia diminui.
• Se a transformação for adiabática (Q =0), a entropia do sistema não varia, ∆S = 0.
• Variação de Entropia em processos irreversíveis:
2ª LEI DA TERMODINÂMICA – ENTROPIA
“Em qualquer processo termodinâmico que vai de um estado para outro, a entropia do 
conjunto aumenta ou permanece constante”
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MAPA MENTALMAPA MENTAL
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QUESTÕES DE CONCURSOQUESTÕES DE CONCURSO
001. 001. (FCC/SABESP/CONTROLADOR DE SISTEMAS DE SANEAMENTO/2018) Uma transformação 
que demonstra o trabalho realizado por um gás é dada pelo gráfico abaixo.
O ramo da física que pertence essa demonstração é intitulado
a) fenômenos de Transporte.
b) estática.
c) termodinâmica.
d) ótica.
e) ondulatória.
002. 002. (EXÉRCITO/ESFCEX/MAGISTÉRIO/2010) Um cilindro de volume V0 contendo n moles 
de um gás ideal diatômico sofre uma expansão adiabática da temperatura T0 até a 
temperatura 0,82T0. Considerando o calor específico molar a volume constante Cv=5R/2 
(sendo R a constante universal dos gases ideais), e a pressão antes e depois da expansão, 
respectivamente, ρ0 e ρ0/2 o trabalho realizado durante o processo é:
a) -0,45 ρ0 V0
b) - 0,36 ρ0 V0
c) 0,36 ρ0 V0
d) 0,45 ρ0 V0
e) 0,64 ρ0 V0
003. 003. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2018) Analise o diagrama PV abaixo. A figura 
acima exibe, num diagrama PV, um ciclo reversível a que está submetido 2 moles de um gás 
monoatômico ideal. Sabendo que as temperaturas nos estados A, B e C estão relacionadas 
por Tc = 3TB = 9TA, qual a eficiência do ciclo?O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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Termologia – Parte IV
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a) 1/3
b) 1/5
c) 1/6
d) 1/7
e) 1/9
004. 004. (FCC/SABESP/CONTROLADOR DE SISTEMAS/2014) Uma máquina térmica apresenta 
potência útil de 12 kW e rejeita, em cada segundo, 4,5 kcal para o seu condensador que está 
à temperatura ambiente de 27 °C. O rendimento dessa máquina, em porcentagem, é de:
Considere 1 cal = 4 J
a) 60%.
b) 55%.
c) 50%.
d) 40%.
e) 25%.
005. 005. (CESGRANRIO/PETROBRAS/ENGENHEIRO/2018) Uma máquina térmica opera em 
ciclos retirando calor Q1 = 300 J de uma fonte térmica quente, T1 = 600 K, e rejeitando Q2 
= 200 J em uma fonte fria T2 = 300 K, a cada ciclo, em que a diferença entre esses valores 
corresponde ao trabalho produzido por ciclo. Dado que as únicas trocas de calor da substância 
de trabalho da máquina com as fontes externas são essas duas descritas acima, qual é o 
rendimento térmico da máquina?
a) 0
b) 1
c) ½
d) 1/3
e) 2/3
006. 006. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2009) Analise as afirmativas abaixo.
I – Quando a temperatura do ar se eleva num processo aproximadamente adiabático, 
verificamos que a pressão aumenta.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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II – Para um gás ideal, as moléculas não exercem ação mútua, a não ser durante as eventuais 
colisões que devem ser perfeitamente elásticas.
III – A energia interna, ou seja, o calor de uma amostra de gás ideal é a soma das energias 
cinéticas de todas as moléculas que o constitui.
IV – Numa transformação isotérmica, uma amostra de gás não sofre alterações na sua 
energia interna.
V – O ciclo de Carnot idealiza o funcionamento de uma máquina térmica onde o seu rendimento 
é o maior possível, ou seja, 100%.
As afirmativas corretas são, somente,
a) I, II e IV.
b) II, III e IV.
c) III, IV e V.
d) I, II e V.
e) I, III e V.
(CEBRASPE/FUB/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/2015) No cotidiano, há a ocorrência de diversos 
fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, 
entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, 
julgue os itens a seguir.
007. 007. Nas máquinas térmicas, quanto menor for a taxa de conversão do calor recebido em 
trabalho, maior será o rendimento da máquina.
008. 008. As máquinas térmicas, ao transformarem energia mecânica em energia térmica, 
realizam trabalho a partir de trocas de calor.
009. 009. (IBFC/SEED-PR/PROFESSOR/2021) O ciclo de Carnot consiste em uma elaboração 
fundamental à Termodinâmica que possibilitou identificar o papel dairreversibilidade dos 
processos térmicos e a natureza do calor. Um inventor alega ter construído uma máquina 
térmica que, operando em ciclos, entre 27 ºC (temperatura ambiente) e com uma fonte de 
calor à temperatura de cerca de 327 ºC tem rendimento aproximado de 90%.
Sobre o julgamento técnico desta máquina, que respeita a Termodinâmica, assinale a 
alternativa correta.
a) Não é possível que o inventor esteja falando a verdade.
b) É possível que o inventor esteja falando a verdade.
c) Certamente o inventor está falando a verdade.
d) Não é possível avaliar se o inventor diz a verdade ou não.
(CEBRASPE/SEDUC-AL/PROFESSOR/2021) Máquina térmica é um dispositivo capaz de 
transformar calor em trabalho mecânico. Ela opera em ciclos termodinâmicos, em cada um O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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dos quais a substância de trabalho passa por uma sequência de processos termodinâmicos 
e, ao final do percurso de todos eles, volta ao seu estado inicial. No século XIX, o engenheiro 
francês Sadi Carnot idealizou uma sequência de transformações termodinâmicas com as 
quais uma máquina térmica, operando entre a temperatura quente TQ e a temperatura fria 
TF, atingiria o máximo rendimento possível.
Com relação às máquinas térmicas, ao ciclo de Carnot e assuntos correlatos, julgue os itens 
que se seguem.
010. 010. Uma máquina térmica idealizada para operar em um ciclo de Carnot deve apresentar 
duas transformações isotérmicas reversíveis intercaladas por duas adiabáticas reversíveis.
011. 011. Se fosse possível construir uma máquina térmica que operasse com o ciclo de Carnot, 
ela certamente teria 100% de rendimento.
012. 012. Uma máquina térmica que é idealizada para operar em um ciclo de Carnot deve absorver 
calor durante a expansão isotérmica.
013. 013. O rendimento da máquina térmica diminui quando a quantidade de calor rejeitada 
por ela para a fonte fria diminui.
014. 014. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2011) Uma máquina térmica, que tem como 
substância de trabalho 2,00 mols de um gás ideal monoatômico, descreve o ciclo de Carnot. 
Na expansão isotérmica, o gás recebe 4648J de calor e verifica-se que o seu volume aumenta 
de 0,200m3 para 0,400m3. Sabendo-se que o rendimento da máquina é de 25%, o trabalho 
(emkJ) realizado pelo gás na expansão adiabática é Dados: R = 8,30 J/mol.K (constante de 
Clapeyron); In2 = 0,700; In3 = 1,10; In4 = 1,40
a) 2,05
b) 2,23
c) 2,40
d) 2,45
e) 2,49
015. 015. (ENEM/2009) A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento 
dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. 
A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em 
que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte 
externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, 
e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o 
interior e o exterior da geladeira.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,
a) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte 
interna da geladeira.
b) o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, 
no exterior da geladeira.
c) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
d) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for 
o seu compartimento interno.
e) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o 
que reduz seu consumo de energia.
016. 016. (FCC/SEC-BA/PROFESSOR/2018) O diagrama P × V mostra uma transformação cíclica 
1→ 2 → 3 → 4 → 1 de certa massa de gás em uma máquina térmica.
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Hérico Avohai
Essa máquina pode ser
a) uma turbina a vapor.
b) um aquecedor para chuveiro.
c) uma geladeira.
d) um motor a diesel.
e) um motor a combustão interna.
017. 017. (UECE-CEV/DETRAN-CE/ENGENHEIRO/2018) Um refrigerador, localizado em um 
ambiente que se encontra a 27 °C, mantém um compartimento fechado e resfriado a -23 
°C. Considerando que esse refrigerador executa um ciclo de refrigeração reversível, é correto 
afirmar que seu coeficiente de desempenho é
a) 2.
b) 3.
c) 4.
d) 5.
018. 018. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2016) Uma máquina de Carnot, operando 
inicialmente com rendimento igual a 40%, produz um trabalho de 10 joules por ciclo. 
Mantendo-se constante a temperatura inicial da fonte quente, reduziu-se a temperatura 
da fonte fria de modo que o rendimento passou para 60%. Com isso, o módulo da variação 
percentual ocorrida no calor transferido à fonte fria, por ciclo, é de
a) 67%
b) 60%
c) 40%
d) 33%
e) 25%
019. 019. (EXÉRCITO/ESFCEX/MAGISTÉRIO/2010) Uma máquina térmica, cuja substância de 
trabalho é um gás ideal, opera segundo o ciclo de Carnot, entre os reservatórios de calor de 
temperaturas 200K e 500K. Em cada ciclo, a máquina retira 1000J do reservatório quente 
e realiza um trabalho de 600J. O rendimento desta máquina é:
a) 40%
b) 45%
c) 50%
d) 60%
e) 75%
020. 020. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2017) Uma máquina de Carnot tem rendimento 
médio diurno ηo = 0,6. No período noturno, as fontes quente e fria têm suas temperaturas 
reduzidas para a metade e para 3/4 da temperatura média diurna, respectivamente. Se o O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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rendimento noturno é η1, qual a variação percentual, , do rendimento dessa 
máquina de Carnot?
a) -16,7%
b) -25,0%
c) -33,3%
d) -41,7%
e) -50,0%
021. 021. (MARINHA/EFOMM/OFICIAL/2019) Uma máquina de Carnot é projetada para operar com 
200 W de potência entre fontes de calor de 200 °C e 100 °C. Com base nas características 
descritas, a quantidade de calor absorvida per essa máquina, a cada segundo, é de 
aproximadamente
a) 400 J
b) 550 J
c) 670 J
d) 800 J
e) 950 J
022. 022. (CEBRASPE/SEDUC-CE/PROFESSOR/2009) O diagrama PV abaixo corresponde a um ciclo 
de Otto, que mostra o funcionamento aproximado de um motor a explosão interna. O ciclo 
é composto por duas transformações adiabáticas e duas transformações isovolumétricas.
Com base nessas informações, pode-se afirmar que o gás recebe calor do meio externo 
no trecho
a) 1 → 2
b) 2 → 3
c) 3 → 4
d) 4 → 1
(CEBRASPE/FUB/FÍSICO/2009) As leis da termodinâmica também se aplicam ao estudo e à 
caracterização dos motores à combustão. Apesar de um motor ideal trabalhar no regime O conteúdo deste livro eletrônico élicenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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denominado ciclo Carnot, conforme ilustrado na figura a seguir, na maioria dos motores 
automotivos — em particular, dos carros populares — e das máquinas térmicas, os motores 
de combustão interna a gasolina/álcool operam no regime denominado ciclo Otto.
Considerando as temperaturas quente e fria iguais a respectivamente, 
e tendo como referência as informações acima, julgue os itens a seguir.
023. 023. No processo aludido no texto, a energia dissipada pelo sistema é da energia útil 
cedida ao sistema.
024. 024. O rendimento térmico da máquina de Carnot acima ilustrada, em percentagem, é 
igual a 25%.
025. 025. No ciclo de Carnot, ocorrem apenas duas transformações à temperatura constante.
026. 026. (MARINHA/CEM/OFICIAL/2018) Uma máquina térmica ideal de Carnot opera entre 
duas fontes de calor com temperaturas T1 = 190ºC e T2 =60ºC. Para que o rendimento dessa 
máquina térmica dobre, mantendo inalterada a temperatura da sua fonte quente de calor, 
a nova temperatura da fonte fria de calor da máquina deve ser de:
a) 120ºC
b) 30ºC
c) 10ºC
d) - 30ºC
e) -70ºC
027. 027. (AERONÁUTICA/EEAR/SARGENTO/2018) Considere as seguintes afirmações sobre uma 
máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes de calor, uma a 
27ºC e a outra a 57ºC.
(  ) � O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 52% e esse rendimento é 
máximo, ao menos que a temperatura da fonte fria seja zero.
(  ) � O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina 
receba 5000J de calor da fonte quente, rejeitará 1000J para a fonte fria.
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(  ) � O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina 
receba 5000J da fonte quente, rejeitará 4500J para a fonte fria.
(  ) � O rendimento dessa máquina irá aumentar se houver aumento da diferença de 
temperatura entre as fontes de calor.
Atribuindo-se verdadeiro (V) ou falso (F) para cada uma das afirmações, assinale a alternativa 
que apresenta a sequência correta.
a) V – F – V – F
b) V – V – V – F
c) F – F – V – F
d) F – F – V – V
028. 028. (FCC/SEAPS-MA/PROFESSOR/2009) Uma central móvel desenvolve 30 kWh de energia 
elétrica enquanto seu motor a gasolina consome 15 L de combustível cujo valor calorífico 
é de 9,0.106 cal/L. O rendimento da central é:
Considere 1 cal = 4,0 J
a) 20%
b) 22%
c) 24%
d) 26%
e) 28%
029. 029. (IDECAN/CBM-DF/SOLDADO/2017) Até meados do século XIX, acreditava‐se ser possível 
a construção de uma máquina térmica ideal, que seria capaz de transformar toda a energia 
fornecida em trabalho, obtendo um rendimento total (100%). Para demonstrar que não seria 
possível, o engenheiro francês Nicolas Carnot (1796‐1832) propôs uma máquina térmica 
teórica que se comportava como uma máquina de rendimento total, estabelecendo um 
ciclo de rendimento máximo, que mais tarde passou a ser chamado Ciclo de Carnot. Esse 
princípio nos leva a concluir que:
a) O calor pode passar de forma espontânea de um corpo de menor temperatura para outro 
de temperatura mais alta.
b) Carnot denominou processos reversíveis os que, após terem ocorrido em um sentido, 
não podem ocorrer em sentido oposto e voltar ao estado inicial.
c) As máquinas térmicas não operam em ciclos, pois não retiram uma quantidade calor 
(QQ) de uma fonte quente e nem convertem parte desse calor em trabalho mecânico (τ).
d) Nenhuma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixadas pode ter rendimento 
maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas.
030. 030. (AERONÁUTICA/ITA/ALUNO/2016) Uma transformação cíclica XYZX de um gás ideal 
indicada no gráfico P × V opera entre dois extremos de temperatura, em que YZ é um O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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processo de expansão adiabática reversível. Considere R = 2,0 cal/mol.K = 0,082 atm.l/mol.K, 
PY = 20 atm, VZ = 4,0 l, VY = 2,0 l e a razão entre as capacidades térmicas molar, a pressão e 
a volume constante, dada por CP/CV = 2,0. Assinale a opção que indica os valores da pressão 
no ponto Z e a quantidade de calor recebida durante o processo.
a) 4,0.105 Pa e 4,0.103 J
b) 3,0.105 Pa e 4,0.103 J
c) 5,0.105 Pa e 3,0.103 J
d) 3,0.105 Pa e 5,0.103 J
e) 1,0.105 Pa e 4,0.103 J
031. 031. (CEBRASPE/SSED-PR/PROFESSOR/2021) A necessidade de melhorar o rendimento das 
máquinas térmicas reais exigiu um estudo que resultou na elaboração de um ciclo ideal, 
que não leva em consideração as dificuldades técnicas. Qualquer máquina que operasse 
com esse ciclo teria rendimento máximo, independentemente da substância utilizada. Essa 
máquina idealizada operaria em um ciclo completamente reversível, o ciclo de Carnot, como 
exemplificado na figura a seguir.
Na máquina hipotética operando no ciclo de Carnot acima apresentado, constata-seO conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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a) que o rendimento é de 100%.
b) que o trabalho total é negativo.
c) a irrelevância da fonte fria.
d) que se trata de um exemplo de moto-perpétuo.
e) a presença de processos adiabáticos e isotérmicos.
032. 032. (CEBRASPE/POLÍCIA CIENTÍFICA-AL/PERITO CRIMINAL/2023) Julgue os itens a seguir, 
a respeito de fenômenos relativos à termodinâmica.
O ciclo de Carnot consiste em quatro transformações termodinâmicas: uma expansão 
isotérmica, uma expansão adiabática, uma compressão isocórica e uma compressão 
adiabática.
(CEBRASPE/SEE-PE/PROFESSOR/2023)
Julgue os itens a seguir com base no diagrama P x V para o ciclo de Carnot, ilustrado 
anteriormente, considerando o caso em que as temperaturas quentes e frias são TA = 127℃ 
e TB = 27 ℃, respectivamente.
033. 033. O ciclo de Carnot contém duas transformações adiabáticas e duas transformações 
isotérmicas, alternadas entre si.
034. 034. O rendimento térmico da máquina de Carnot em questão é igual a 35%.
035. 035. (FCC/SEAPS-MA/PROFESSOR/2009) Um inventor afirma ter construído uma máquina 
térmica que retira calor de uma fonte quente a 327ºC e libera parte desse calor para uma 
fonte fria a 27ºC, operando com rendimento de 80% do que teria uma máquina de Carnot, 
operando com as mesmas fontes.
Se a máquina do inventor realmente existe, então:
a) seu rendimento deve ser de 50%.
b) se, em cada ciclo, a máquina retira 4,0. 105 J da fonte quente ela deve realizar um trabalho 
de 2,0. 105 J.
c) se, em cada ciclo, a máquina realiza um trabalho de 4,0. 105 J ela deve rejeitar 8,0. 105 
J para a fonte fria.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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d) se, em cada ciclo, a máquina rejeita 3,0. 105 J para a fonte fria, ela deve realizar um 
trabalho de 2,0. 105 J.
e) ela estará contrariando o Segundo Princípio da Termodinâmica.
036. 036. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2015) As turbinas a vapor da propulsão nuclear 
de um submarino possuem um rendimento de 15% e são capazes de produzir uma potência 
mecânica constante de 40MW nos eixos rotativos. Se essa potência é entregue em 3,0 
minutos, observa-se que a variação de entropia do sistema vapor-turbinas é (1/12) 
GJ/K. A temperatura, em °C, do vapor superaquecido produzido pelo reator nuclear vale, 
aproximadamente
a) 327
b) 303
c) 247
d) 207
e) 177
(CEBRASPE/SEDU-ES/PROFESSOR/2010) A termodinâmica consiste no estudo dos processos 
termodinâmicos nos quais um sistema é levado de um estado de equilíbrio térmico a outro. 
Com relação às leis da termodinâmica e ao comportamento das máquinas térmicas, julgue 
os seguintes itens.
037. 037. Em toda máquina térmica que opera em ciclos, ao se percorrer todo o ciclo, a variação 
de entropia é nula.
038. 038. Uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Carnot é considerada uma máquina 
térmica ideal. Nesse caso, o seu ciclo é composto de duas transformações isotérmicas e 
duas transformações adiabáticas.
039. 039. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, se, no projeto de uma máquina térmica, 
for obedecido o ciclo de Carnot, então essa máquina poderá ter 100% de eficiência.
040. 040. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2013) Analise as afirmativas abaixo referentes 
à entropia.
I – N um dia úmido, o vapor de água se condensa sobre uma superfície fria. Na condensação, 
a entropia da água diminui.
II – Num processo adiabático reversível, a entropia do sistema se mantém constante.
III – A entropia de um sistema nunca pode diminuir.
IV – A entropia do universo nunca pode diminuir.
Assinale a opção que contém apenas afirmativas corretas.
a) I e II.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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b) II e III.
c) III e IV.
d) I, II e III.
e) I, II e IV.
041. 041. (CEBRASPE/POLÍCIA CIENTÍFICA-PE/PERITO CRIMINAL/2016)
Uma máquina térmica opera em um ciclo termodinâmico conforme mostrado no gráfico 
T-S na figura precedente. Com base nessas informações e no gráfico, é correto afirmar 
que o trabalho realizado por esse motor é de
a) 500 J.
b) 800 J.
c) 600 J.
d) 300 J.
e) 400 J.
042. 042. (FCC/SEDU-SP/PROFESSOR/2012) Nicolas Sadi Carnot publicou um livro no qual descreve 
uma máquina térmica imaginária, que realizaria uma transformação cíclica conhecida como 
“ciclo de Carnot”. Em relação a isto, é correto afirmar que
a) a máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot apresenta rendimento de 100%.
b) a máquina proposta por Carnot, sendo ideal, contraria a segunda lei da Termodinâmica.
c) o rendimento da máquina de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte quente 
e da fonte fria.
d) o ciclo de Carnot consiste em duas transformações isotérmicas alternadas com duas 
transformações isobáricas.
e) a máquina proposta por Carnot, sendo imaginária, contraria a lei da conservação da 
energia.
043. 043. (IDECAN/PEFOCE/PERITO CRIMINAL/2021) Considere uma máquina térmica operando 
conforme um ciclo de Carnot. Em cada ciclo, a máquina cede ao ambiente um trabalho 
equivalente a 2.000J. Sabe-se que a temperatura da fonte quente é de 177ºC e a temperatura 
da fonte fria é de 27ºC. Com esses dados, é correto determinar o rendimento da máquina 
e a quantidade de calor fornecida pela fonte quente como sendoO conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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a) n = 84% e Q1 = 2.360J.
b) n = 33% e Q1 = 6.000J.
c) n = 33% e Q1 = 6.700J.
d) n = 84% e Q1 = 1.680J.
e) n = 75% e Q1 = 1.500J.
044. 044. (CEBRASPE/INMETRO/PESQUISADOR/2010) Assinale a opção correta com relação a 
máquinas térmicas.
a) Os refrigeradores diminuem a entropia local.
b) Uma máquina térmica operando entre dois reservatórios térmicos específicos e controlados 
pode ser mais eficiente que uma máquina reversível que opere entre estes reservatórios.
c) Um refrigerador que opere em ciclo de Carnot pode diminuir a entropia do universo
d) Não há como transferir calor de uma fonte fria para uma fonte quente.
e) O rendimento de uma máquina térmica operando entre as mesmas faixas de temperaturas 
é o mesmo tanto no ciclo Otto quanto no ciclo de Carnot.
045. 045. (FCC/SEDU-SP/PROFESSOR/2012) A primeira lei da Termodinâmica é a lei de conservação 
da energia nas transformações. As transformações ocorrem sempre no sentido da maior 
desordem e isto é inexorável. Caminhamos individualmente para a morte e o Universo 
para a sua morte térmica, quando não mais haverá a possibilidade de transformações 
e a temperatura será finalmente uniforme e constante. Esta é a linha de evolução de 
nosso Universo.
Com base no exposto, está correto afirmar:
a) Os fenômenos no universo são reversíveis.
b) A entropia é associada à degradação da energia, o que geralmente ocorre nos fenômenos 
naturais.
c) A entropia é conservada nos fenômenos naturais.
d) A entropia diminui nas transformações de energia.
e) O salto que um nadador realiza do trampolim à água é exemplo de fenômeno reversível.
046. 046. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2008) Um projétil de chumbo, de massa igual a 
10,0 gramas, está na temperatura de 27,0ºC e se desloca horizontalmente com velocidade 
de 400 m/s quando se choca com um bloco de massa 5,00 kg, inicialmente em repouso 
sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície 
horizontal valem 0,3 e 0,2. O projétil penetra no bloco e o conjunto passa a se mover com 
uma velocidade de 2,0 m/s. Admitindo-se que a energia cinética perdida pelo projétil seja 
transformada em calor e que 40% desde calor foi absorvido pelo próprio projétil, a variação 
de entropia (em J/K) do projétil é, aproximadamente, igual a
Calor específico do chumbo sólido= 1,30 x10² J/kg ºC
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Calor latente de fusão do chumbo = 2,50 x104 J/kg
Temperatura de fusão do chumbo= 327 ºC
conversão: 0 ºC = 273 K
ln10= 2,3; ln3,62= 1,29; ln1,81= 0,59
a) 0,500
b) 0,740
c) 0,767
d) 0,800
e) 0,830
047. 047. (CEBRASPE/POLÍCIA CIENTÍFICA-PE/PERITO CRIMINAL/2016) Um mol de gás ideal de 
nitrogênio, inicialmente a uma temperatura de 250 K, quadruplica seu volume por meio de 
dois processos termodinâmicos diferentes, que podem ser identificados como processos 
A e B. No processo A, o gás expande-se livremente até dobrar o volume e depois sofre 
uma expansão adiabática até dobrar novamente seu volume. Já no processo B, o gás sofre 
uma expansão isotérmica até quadruplicar seu volume. Com base nessas informações, é 
correto afirmar que a diferença entre a variação de entropiado processo B e a do processo 
A, expressa em função da constante universal dos gases R, é
a) 2R.
b) -ln (2R).
c) 2Rln2.
d) Rln2.
e) -2Rln2.
048. 048. (CEBRASPE/PETROBRAS/ANALISTA DE COMERCIALIZAÇÃO/2022) Com relação à 
termodinâmica em geral, às suas leis e unidades e aos mecanismos de transferência de 
calor, julgue o item a seguir.
Conforme a Segunda Lei da Termodinâmica, para fenômenos macroscópicos ou microscópicos, 
a entropia sempre aumenta ou permanece a mesma.
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GABARITOGABARITO
1. c
2. d
3. e
4. d
5. d
6. a
7. E
8. E
9. a
10. C
11. E
12. C
13. E
14. e
15. b
16. c
17. d
18. d
19. d
20. c
21. e
22. b
23. E
24. C
25. C
26. e
27. d
28. a
29. d
30. c
31. e
32. E
33. C
34. E
35. d
36. b
37. E
38. C
39. E
40. e
41. a
42. c
43. b
44. a
45. b
46. c
47. d
48. E
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GABARITO COMENTADOGABARITO COMENTADO
001. 001. (FCC/SABESP/CONTROLADOR DE SISTEMAS DE SANEAMENTO/2018) Uma transformação 
que demonstra o trabalho realizado por um gás é dada pelo gráfico abaixo.
O ramo da física que pertence essa demonstração é intitulado
a) fenômenos de Transporte.
b) estática.
c) termodinâmica.
d) ótica.
e) ondulatória.
Essa foi dada!
Trabalho realizado por um gás, gráfico PxV, só pode ser termodinâmica.
Letra c.
002. 002. (EXÉRCITO/ESFCEX/MAGISTÉRIO/2010) Um cilindro de volume V0 contendo n moles 
de um gás ideal diatômico sofre uma expansão adiabática da temperatura T0 até a 
temperatura 0,82T0. Considerando o calor específico molar a volume constante Cv=5R/2 
(sendo R a constante universal dos gases ideais), e a pressão antes e depois da expansão, 
respectivamente, ρ0 e ρ0/2 o trabalho realizado durante o processo é:
a) -0,45 ρ0 V0
b) - 0,36 ρ0 V0
c) 0,36 ρ0 V0
d) 0,45 ρ0 V0
e) 0,64 ρ0 V0O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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DADOS
T0  0,82T0
Cv=5R/2
Expansão adiabática (Q = 0)
τ =?
A variação da energia interna para qualquer transformação de um gás ideal é:
Substituindo pela equação de Clapeyron:
A 1ª Lei da Termodinâmica para a expansão adiabática é:
Letra d.
003. 003. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2018) Analise o diagrama PV abaixo. A figura 
acima exibe, num diagrama PV, um ciclo reversível a que está submetido 2 moles de um gás O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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monoatômico ideal. Sabendo que as temperaturas nos estados A, B e C estão relacionadas 
por T
c = 3TB = 9TA, qual a eficiência do ciclo?
a) 1/3
b) 1/5
c) 1/6
d) 1/7
e) 1/9
DADOS
Gás monoatômico
T
c = 3TB = 9TA
n =?
Temos que encontrar o trabalho realizado, o calor recebido e em seguida a eficiência do ciclo.
O trabalho realizado é a área do gráfico.
Pela equação de Clapeyron, temos:
E a quantidade de calor recebido será naqueles processos em que a temperatura aumenta, 
logo de A para B (transformação isocórica) e de B para C (transformação isobárica).
A  B
Lembrando que Cv = 3/2 R para uma transformação isocórica.
Sabemos que:
E que:
Logo:
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E a quantidade de calor será:
Substituindo os valores:
B  C
Cp = 5/2 R para uma transformação isobárica.
Utilizando o mesmo raciocínio, a quantidade de calor será:
Substituindo os valores:
O calor total recebido será:
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O rendimento (eficiência) será:
Letra e.
004. 004. (FCC/SABESP/CONTROLADOR DE SISTEMAS/2014) Uma máquina térmica apresenta 
potência útil de 12 kW e rejeita, em cada segundo, 4,5 kcal para o seu condensador que está 
à temperatura ambiente de 27 °C. O rendimento dessa máquina, em porcentagem, é de:
Considere 1 cal = 4 J
a) 60%.
b) 55%.
c) 50%.
d) 40%.
e) 25%.
DADOS
Potútil = 12kW
QF = 4,5 kcal
TF = 27ºC
n =?
A potência útil é o trabalho realizado pelo tempo, logo:
Se a quantidade de calor para a fonte fria é 4,5kcal, temos que:
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E o rendimento:
Letra d.
005. 005. (CESGRANRIO/PETROBRAS/ENGENHEIRO/2018) Uma máquina térmica opera em 
ciclos retirando calor Q1 = 300 J de uma fonte térmica quente, T1 = 600 K, e rejeitando Q2 
= 200 J em uma fonte fria T2 = 300 K, a cada ciclo, em que a diferença entre esses valores 
corresponde ao trabalho produzido por ciclo. Dado que as únicas trocas de calor da substância 
de trabalho da máquina com as fontes externas são essas duas descritas acima, qual é o 
rendimento térmico da máquina?
a) 0
b) 1
c) ½
d) 1/3
e) 2/3
Questão nível molezinha!
DADOS
QQ = 300 J
QF = 100 J
n =?
O rendimento é dado por:
Daí você pode pensar:
Todas as questões poderiam ser assim, bem mole, mole!! Né?Todas as questões poderiam ser assim, bem mole, mole!! Né?
Mas daí todo mundo acertaria e a concorrência ficaria mais difícil ainda!
Letra d.
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006. 006. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2009) Analise as afirmativas abaixo.
I – Quando a temperatura do ar se eleva num processo aproximadamente adiabático, 
verificamos que a pressão aumenta.
II – Para um gás ideal, as moléculas não exercem ação mútua, a não ser durante as eventuais 
colisões que devem ser perfeitamente elásticas.
III – A energia interna, ou seja, o calor de uma amostra de gás ideal é a soma das energias 
cinéticasde todas as moléculas que o constitui.
IV – Numa transformação isotérmica, uma amostra de gás não sofre alterações na sua 
energia interna.
V – O ciclo de Carnot idealiza o funcionamento de uma máquina térmica onde o seu rendimento 
é o maior possível, ou seja, 100%.
As afirmativas corretas são, somente,
a) I, II e IV.
b) II, III e IV.
c) III, IV e V.
d) I, II e V.
e) I, III e V.
Analisando item a item.
I – Certo. Se não há troca de calor, pela 1ª Lei da Termodinâmica, o trabalho é igual a menos 
a variação da energia interna. Dessa forma, se a temperatura aumenta, a pressão também 
aumenta.
II – Certo. Essa é uma das características para que o gás seja ideal.
III – Errado. Energia interna não é o calor de uma amostra de gás ideal.
IV – Certo. A energia interna está intimamente ligada à temperatura.
V – Errado. Do segundo postulado de Carnot, concluímos que não existe máquina térmica 
com rendimento de 100%, pois é impossível que o sistema físico esteja no zero absoluto 
e que as máquinas térmicas operem com o maior rendimento se obedecerem ao ciclo de 
Carnot.
Letra a.
(CEBRASPE/FUB/TÉCNICO DE LABORATÓRIO/2015) No cotidiano, há a ocorrência de diversos 
fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, 
entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, 
julgue os itens a seguir.
007. 007. Nas máquinas térmicas, quanto menor for a taxa de conversão do calor recebido em 
trabalho, maior será o rendimento da máquina.
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Quanto maior o rendimento, maior a taxa de conversão de calor em trabalho.
Errado.
008. 008. As máquinas térmicas, ao transformarem energia mecânica em energia térmica, 
realizam trabalho a partir de trocas de calor.
Esse é o funcionamento das máquinas frigoríficas, que realizam trabalho a partir de trocas 
de calor entre a fonte fria e a quente.
Errado.
009. 009. (IBFC/SEED-PR/PROFESSOR/2021) O ciclo de Carnot consiste em uma elaboração 
fundamental à Termodinâmica que possibilitou identificar o papel da irreversibilidade dos 
processos térmicos e a natureza do calor. Um inventor alega ter construído uma máquina 
térmica que, operando em ciclos, entre 27 ºC (temperatura ambiente) e com uma fonte de 
calor à temperatura de cerca de 327 ºC tem rendimento aproximado de 90%.
Sobre o julgamento técnico desta máquina, que respeita a Termodinâmica, assinale a 
alternativa correta.
a) Não é possível que o inventor esteja falando a verdade.
b) É possível que o inventor esteja falando a verdade.
c) Certamente o inventor está falando a verdade.
d) Não é possível avaliar se o inventor diz a verdade ou não.
TF = 27ºC + 273 = 300 K
TQ = 327 ºC + 273 = 600 K
O rendimento do Ciclo de Carnot é dado por:
Substituindo os valores:
Então para uma máquina que opera segundo o ciclo de Carnot, o seu rendimento máximo 
só pode ser 50%, logo o inventor está mentindo.
Letra a.
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(CEBRASPE/SEDUC-AL/PROFESSOR/2021) Máquina térmica é um dispositivo capaz de 
transformar calor em trabalho mecânico. Ela opera em ciclos termodinâmicos, em cada um 
dos quais a substância de trabalho passa por uma sequência de processos termodinâmicos 
e, ao final do percurso de todos eles, volta ao seu estado inicial. No século XIX, o engenheiro 
francês Sadi Carnot idealizou uma sequência de transformações termodinâmicas com as 
quais uma máquina térmica, operando entre a temperatura quente TQ e a temperatura fria 
TF, atingiria o máximo rendimento possível.
Com relação às máquinas térmicas, ao ciclo de Carnot e assuntos correlatos, julgue os itens 
que se seguem.
010. 010. Uma máquina térmica idealizada para operar em um ciclo de Carnot deve apresentar 
duas transformações isotérmicas reversíveis intercaladas por duas adiabáticas reversíveis.
Definição corretíssima de como uma máquina opera segundo um ciclo de Carnot.
Certo.
011. 011. Se fosse possível construir uma máquina térmica que operasse com o ciclo de Carnot, 
ela certamente teria 100% de rendimento.
Se fosse possível construir uma máquina térmica que operasse com o ciclo de Carnot, ela 
certamente teria o maior rendimento possível, e não 100% de rendimento.
Errado.
012. 012. Uma máquina térmica que é idealizada para operar em um ciclo de Carnot deve absorver 
calor durante a expansão isotérmica.
Durante a expansão isotérmica (A para B) o gás recebe calor da fonte quente e realiza 
trabalho.
Certo.
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013. 013. O rendimento da máquina térmica diminui quando a quantidade de calor rejeitada 
por ela para a fonte fria diminui.
O rendimento é:
Se a quantidade de calor rejeitada diminui, TF também diminui, logo a razão diminui, 
consequentemente o rendimento aumenta.
Errado.
014. 014. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2011) Uma máquina térmica, que tem como 
substância de trabalho 2,00 mols de um gás ideal monoatômico, descreve o ciclo de Carnot. 
Na expansão isotérmica, o gás recebe 4648J de calor e verifica-se que o seu volume aumenta 
de 0,200m3 para 0,400m3. Sabendo-se que o rendimento da máquina é de 25%, o trabalho 
(emkJ) realizado pelo gás na expansão adiabática é Dados: R = 8,30 J/mol.K (constante de 
Clapeyron); In2 = 0,700; In3 = 1,10; In4 = 1,40
a) 2,05
b) 2,23
c) 2,40
d) 2,45
e) 2,49
DADOS
n = 2,00 mols
Expansão isotérmica
Q = 4648 J
V0 = 0,200 m3
V – = 0,400 m3
e = 25% = 0,25 (rendimento ou eficiência)
τ =? (expansão adiabática)
Vamos fazer por partes.
Primeiro, na expansão isotérmica:
∆U = 0
Logo:
Sendo que para uma expansão isotérmica:O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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Portanto:
Pronto, essa é a temperatura na expansão isotérmica.
Utilizando o rendimento, acharemos a temperatura da fonte fria.
Por fim, o trabalho na expansão adiabática (Q = 0) será de acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica:
Letra e.
015. 015. (ENEM/2009) A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento 
dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. 
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A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em 
que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circularentre o congelador e a parte 
externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, 
e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o 
interior e o exterior da geladeira.
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,
a) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte 
interna da geladeira.
b) o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, 
no exterior da geladeira.
c) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
d) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for 
o seu compartimento interno.
e) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o 
que reduz seu consumo de energia.
Analisando cada alternativa:
a) Errada. A expansão do gás o faz realizar trabalho e, consequentemente, liberar energia, 
deixando a sua temperatura muito baixa. Essa diferença de temperatura entre o fluido 
operante e os alimentos no interior da geladeira, que retira calor deles.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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b) Certa. O processo não espontâneo de fluidez de calor ocorre devido ao trabalho externo 
realizado no compressor.
c) Errada. Faltou o trabalho. A quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor 
retirado da geladeira mais o trabalho externo.
d) Errada. Quanto maior o isolamento térmico, melhor a eficiência.
e) Errada. Ao abrir a geladeira excessivamente, haverá maior quantidade de calor retirada 
do interior da geladeira no evaporador, consequentemente, haverá maior realização de 
trabalho pelo compressor, aumentando assim o consumo de energia elétrica.
Letra b.
016. 016. (FCC/SEC-BA/PROFESSOR/2018) O diagrama P × V mostra uma transformação cíclica 
1 → 2 → 3 → 4 → 1 de certa massa de gás em uma máquina térmica.
Essa máquina pode ser
a) uma turbina a vapor.
b) um aquecedor para chuveiro.
c) uma geladeira.
d) um motor a diesel.
e) um motor a combustão interna.
1 a 2  expansão adiabática
2 a 3  expansão isobárica (o gás realiza trabalho)
3 a 4  compressão adiabática
4 a 1  compressão isobárica (é realizado trabalho sobre o gás)
Portanto, temos uma geladeira.
Letra c.
017. 017. (UECE-CEV/DETRAN-CE/ENGENHEIRO/2018) Um refrigerador, localizado em um 
ambiente que se encontra a 27 °C, mantém um compartimento fechado e resfriado a -23 
°C. Considerando que esse refrigerador executa um ciclo de refrigeração reversível, é correto 
afirmar que seu coeficiente de desempenho éO conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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a) 2.
b) 3.
c) 4.
d) 5.
DADOS
Tq = 27ºC + 273 = 300 K
TF = -23ºC + 273 = 250 K
COP =?
Letra d.
018. 018. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2016) Uma máquina de Carnot, operando 
inicialmente com rendimento igual a 40%, produz um trabalho de 10 joules por ciclo. 
Mantendo-se constante a temperatura inicial da fonte quente, reduziu-se a temperatura 
da fonte fria de modo que o rendimento passou para 60%. Com isso, o módulo da variação 
percentual ocorrida no calor transferido à fonte fria, por ciclo, é de
a) 67%
b) 60%
c) 40%
d) 33%
e) 25%
DADOS
n1 = 40% = 0,4
τ = 10 J por segundo
n2 = 60% = 0,6
QF2 =?% QF1
Vamos por partes, mais uma vez!
Primeira parte:
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Logo Q1F será:
Segunda parte:
Se o rendimento passou a 60%, temos que:
O enunciado diz que a temperatura inicial da fonte quente permanece constante, logo o 
calor da fonte quente também.
Logo, Q2F será:
A variação da fonte fria é 10 – 15 = - 5, e em módulo 5.
Portanto,
Letra d.
019. 019. (EXÉRCITO/ESFCEX/MAGISTÉRIO/2010) Uma máquina térmica, cuja substância de 
trabalho é um gás ideal, opera segundo o ciclo de Carnot, entre os reservatórios de calor de 
temperaturas 200K e 500K. Em cada ciclo, a máquina retira 1000J do reservatório quente 
e realiza um trabalho de 600J. O rendimento desta máquina é:O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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a) 40%
b) 45%
c) 50%
d) 60%
e) 75%
DADOS
TF = 200K
TQ = 500K
QQ = 1000 J
n =?
Questão nível mamão com açúcar!
O rendimento do Ciclo de Carnot é dado:
Se você quiser calcular pelo trabalho também pode!!
Letra d.
020. 020. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2017) Uma máquina de Carnot tem rendimento 
médio diurno ηo = 0,6. No período noturno, as fontes quente e fria têm suas temperaturas 
reduzidas para a metade e para 3/4 da temperatura média diurna, respectivamente. Se o 
rendimento noturno é η1, qual a variação percentual, , do rendimento dessa 
máquina de Carnot?
a) -16,7%
b) -25,0%
c) -33,3%
d) -41,7%
e) -50,0%
DADOS
DIURNO
n0 = 0,6
NOTURNO
TQ = T0Q/2
TF = 3T0F/4
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O rendimento noturno será:
E o diurno:
Substituindo na equação I:
Substituindo na relação:
Se você quiser calcular pelo trabalho também pode!!
Letra c.
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021. 021. (MARINHA/EFOMM/OFICIAL/2019) Uma máquina de Carnot é projetada para operar com 
200 W de potência entre fontes de calor de 200 °C e 100 °C. Com base nas características 
descritas, a quantidade de calor absorvida per essa máquina, a cada segundo, é de 
aproximadamente
a) 400 J
b) 550 J
c) 670 J
d) 800 J
e) 950 J
DADOS
Pot = 200 W
TQ = 200ºC + 273 = 473 K
TF = 100ºC + 273 = 373 K
O rendimento dessa máquina será:
E a potência é:
Calculando o rendimento novamente para encontrar o calor absorvida pela fonte quente:
Letra e.
022. 022. (CEBRASPE/SEDUC-CE/PROFESSOR/2009) O diagrama PV abaixo corresponde a um ciclo 
de Otto, que mostra o funcionamento aproximado de um motor a explosão interna. O ciclo 
é composto por duas transformações adiabáticas e duas transformações isovolumétricas.O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquermeios e a qualquer título,
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Com base nessas informações, pode-se afirmar que o gás recebe calor do meio externo 
no trecho
a) 1 → 2
b) 2 → 3
c) 3 → 4
d) 4 → 1
Analisando pela 1ª Lei da Termodinâmica.
Os processos de 1 → 2 e 4 → 1 estão descartados pois são adiabáticos, ou seja, Q = 0.
Os outros dois são isovolumétricos, portanto, não há realização de trabalho.
Observe que, de 2 para 3, há um aumento de pressão, logo a temperatura também aumenta, 
portanto, a variação da energia interna é positiva e o gás recebe calor.
Letra b.
(CEBRASPE/FUB/FÍSICO/2009) As leis da termodinâmica também se aplicam ao estudo e à 
caracterização dos motores à combustão. Apesar de um motor ideal trabalhar no regime 
denominado ciclo Carnot, conforme ilustrado na figura a seguir, na maioria dos motores 
automotivos — em particular, dos carros populares — e das máquinas térmicas, os motores 
de combustão interna a gasolina/álcool operam no regime denominado ciclo Otto.
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Considerando as temperaturas quente e fria iguais a respectivamente, 
e tendo como referência as informações acima, julgue os itens a seguir.
023. 023. No processo aludido no texto, a energia dissipada pelo sistema é da energia útil 
cedida ao sistema.
DADOS
TA = 127ºC + 273 = 400 K
TB = 27ºC + 273 = 300 K
O rendimento dessa máquina térmica é:
O trabalho realizado é de ¼ da energia útil e a dissipada ¾.
Errado.
024. 024. O rendimento térmico da máquina de Carnot acima ilustrada, em percentagem, é 
igual a 25%.
Vide item anterior.
Certo.
025. 025. No ciclo de Carnot, ocorrem apenas duas transformações à temperatura constante.
Exatamente, duas transformações isotérmicas.
Certo.
026. 026. (MARINHA/CEM/OFICIAL/2018) Uma máquina térmica ideal de Carnot opera entre 
duas fontes de calor com temperaturas T1 = 190ºC e T2 =60ºC. Para que o rendimento dessa 
máquina térmica dobre, mantendo inalterada a temperatura da sua fonte quente de calor, 
a nova temperatura da fonte fria de calor da máquina deve ser de:
a) 120ºC
b) 30ºCO conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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c) 10ºC
d) - 30ºC
e) -70ºC
DADOS
TQ = 190ºC + 273 = 463 K
TF = 60ºC + 273 = 333 K
O rendimento dessa máquina térmica é:
Se o rendimento dobrar, passa a ser 56%, mantendo a temperatura da fonte quente, logo:
Letra e.
027. 027. (AERONÁUTICA/EEAR/SARGENTO/2018) Considere as seguintes afirmações sobre uma 
máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes de calor, uma a 
27ºC e a outra a 57ºC.
(  ) � O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 52% e esse rendimento é 
máximo, ao menos que a temperatura da fonte fria seja zero.
(  ) � O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina 
receba 5000J de calor da fonte quente, rejeitará 1000J para a fonte fria.
(  ) � O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina 
receba 5000J da fonte quente, rejeitará 4500J para a fonte fria.
(  ) � O rendimento dessa máquina irá aumentar se houver aumento da diferença de 
temperatura entre as fontes de calor.
Atribuindo-se verdadeiro (V) ou falso (F) para cada uma das afirmações, assinale a alternativa 
que apresenta a sequência correta.
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a) V – F – V – F
b) V – V – V – F
c) F – F – V – F
d) F – F – V – V
DADOS
TF = 27ºC + 273 = 300 K
TQ = 57ºC + 273 = 330 K
Analisando item a item.
I – Falso.
II – Falso.
QQ = 5000J
QF =?
III – Verdadeiro.
IV – Verdadeiro. Quanto maior for a diferença entre as temperaturas TF e TQ, menor a razão 
entre elas, logo o rendimento será maior.
Letra d.
028. 028. (FCC/SEAPS-MA/PROFESSOR/2009) Uma central móvel desenvolve 30 kWh de energia 
elétrica enquanto seu motor a gasolina consome 15 L de combustível cujo valor calorífico 
é de 9,0.106 cal/L. O rendimento da central é:
Considere 1 cal = 4,0 J
a) 20%O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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b) 22%
c) 24%
d) 26%
e) 28%
Dados
Energia = 30 kWh
V – = 15 L
Valc = 9,0.106 cal/L
n =?
Calma, Bizurado! Você não pode ficar triste que já pega esse pote de sorvete, né?
Realmente não conversamos sobre valor calorífico durante a aula, porém, algumas vezes, 
pode acontecer de o examinador colocar algumas grandezas diferentes.
Você só precisa olhar as grandezas do valor calorífico, em que temos cal para quantidade 
de calor e L (litros) para volume, logo:
Substituindo os valores, temos:
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Transformando para J, por conta da unidade da energia elétrica:
E agora para kWh:
Sabemos:
E que:
Logo a quantidade de calor consumida será:
A quantidade de calor consumida seria energia total recebida pelo sistema, e a desenvolvida, 
a útil, logo:
Letra a.
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029. 029. (IDECAN/CBM-DF/SOLDADO/2017) Até meados do século XIX, acreditava‐se ser possível 
a construção de uma máquina térmica ideal, que seria capaz de transformar toda a energia 
fornecida em trabalho, obtendo um rendimento total (100%). Para demonstrar que não seria 
possível, o engenheiro francês Nicolas Carnot (1796‐1832) propôs uma máquina térmica 
teórica que se comportava como uma máquina de rendimento total, estabelecendo um 
ciclo de rendimento máximo, que mais tarde passou a ser chamado Ciclo de Carnot. Esse 
princípio nos leva a concluir que:
a) O calor pode passar de forma espontânea de um corpo de menor temperatura para outro 
de temperatura mais alta.
b) Carnot denominou processos reversíveis os que, após terem ocorrido em um sentido, 
não podem ocorrer em sentido oposto e voltar ao estado inicial.
c) As máquinas térmicas não operam em ciclos, pois não retiram uma quantidade calor 
(QQ) deuma fonte quente e nem convertem parte desse calor em trabalho mecânico (τ).
d) Nenhuma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixadas pode ter rendimento 
maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas.
a) Errada. Espontaneamente somente da maior temperatura para a menor, caso contrário, 
deve haver um trabalho externo.
b) Errada. Reversível significa ida e volta, ou seja, podem ocorrer no sentido oposto.
c) Errada. As máquinas térmicas operam em ciclos.
Letra d.
030. 030. (AERONÁUTICA/ITA/ALUNO/2016) Uma transformação cíclica XYZX de um gás ideal 
indicada no gráfico P × V opera entre dois extremos de temperatura, em que YZ é um 
processo de expansão adiabática reversível. Considere R = 2,0 cal/mol.K = 0,082 atm.l/mol.K, 
PY = 20 atm, VZ = 4,0 l, VY = 2,0 l e a razão entre as capacidades térmicas molar, a pressão e 
a volume constante, dada por CP/CV = 2,0. Assinale a opção que indica os valores da pressão 
no ponto Z e a quantidade de calor recebida durante o processo.
a) 4,0.105 Pa e 4,0.103 J
b) 3,0.105 Pa e 4,0.103 JO conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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c) 5,0.105 Pa e 3,0.103 J
d) 3,0.105 Pa e 5,0.103 J
e) 1,0.105 Pa e 4,0.103 J
DADOS
YZ é um processo de expansão adiabática reversível
R = 2,0 cal/mol.K = 0,082 atm.l/mol.K
pY = 20 atm = 20. 105 Pa
VZ = 4,0 l = 4,0. 10-3 m3
VY = 2,0 l = 2,0. 10-3 m3
CP/CV = 2,0 = γ (EXPOENTE DE POISSON)
Vamos por partes, de novo!
Na expansão adiabática (Y  Z), vamos calcular a pressão no ponto Z.
A única transformação que recebe calor é a X  Y, pois Y  Z é adiabática e de Z  X cede 
calor, pois a pressão e a temperatura diminuem a volume constante.
Portanto, temos que encontrar as temperaturas nos pontos Y e X.
Utilizando Clapeyron nos pontos X e Y:
Ponto Y:
Utilizando o mesmo raciocínio para X:
De X para Y, o trabalho realizado é nulo (isocórica), portanto,
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A variação da energia interna para qualquer transformação de gás ideal é:
Falta achar Cv.
A relação de Mayer é:
Do enunciado:
Logo:
Substituindo na equação do calor:
Letra c.
031. 031. (CEBRASPE/SSED-PR/PROFESSOR/2021) A necessidade de melhorar o rendimento das 
máquinas térmicas reais exigiu um estudo que resultou na elaboração de um ciclo ideal, 
que não leva em consideração as dificuldades técnicas. Qualquer máquina que operasse 
com esse ciclo teria rendimento máximo, independentemente da substância utilizada. Essa 
máquina idealizada operaria em um ciclo completamente reversível, o ciclo de Carnot, como 
exemplificado na figura a seguir.
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Na máquina hipotética operando no ciclo de Carnot acima apresentado, constata-se
a) que o rendimento é de 100%.
b) que o trabalho total é negativo.
c) a irrelevância da fonte fria.
d) que se trata de um exemplo de moto-perpétuo.
e) a presença de processos adiabáticos e isotérmicos.
Essa é para você ganhar um ponto fácil!
Todo ciclo de Carnot tem processos adiabáticos e isotérmicos.
Letra e.
032. 032. (CEBRASPE/POLÍCIA CIENTÍFICA-AL/PERITO CRIMINAL/2023) Julgue oS itens a seguir, 
a respeito de fenômenos relativos à termodinâmica.
O ciclo de Carnot consiste em quatro transformações termodinâmicas: uma expansão 
isotérmica, uma expansão adiabática, uma compressão isocórica e uma compressão 
adiabática.
No ciclo de Carnot, não existe transformação isocórica. São duas isotérmicas e duas 
adiabáticas alternadas entre si.
Errado.
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(CEBRASPE/SEE-PE/PROFESSOR/2023)
Julgue os itens a seguir com base no diagrama P x V para o ciclo de Carnot, ilustrado 
anteriormente, considerando o caso em que as temperaturas quentes e frias são TA = 127℃ 
e TB = 27 ℃, respectivamente.
033. 033. O ciclo de Carnot contém duas transformações adiabáticas e duas transformações 
isotérmicas, alternadas entre si.
Está vendo como as questões se repetem!!!
Questão certinha, conforme explicado na questão anterior.
Certo.
034. 034. O rendimento térmico da máquina de Carnot em questão é igual a 35%.
DADOS
TF = 27ºC + 273 = 300 K
TQ = 127ºC + 273 = 400 K
Calculando o rendimento da máquina térmica:
Errado.
035. 035. (FCC/SEAPS-MA/PROFESSOR/2009) Um inventor afirma ter construído uma máquina 
térmica que retira calor de uma fonte quente a 327ºC e libera parte desse calor para uma O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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fonte fria a 27ºC, operando com rendimento de 80% do que teria uma máquina de Carnot, 
operando com as mesmas fontes.
Se a máquina do inventor realmente existe, então:
a) seu rendimento deve ser de 50%.
b) se, em cada ciclo, a máquina retira 4,0. 105 J da fonte quente ela deve realizar um trabalho 
de 2,0. 105 J.
c) se, em cada ciclo, a máquina realiza um trabalho de 4,0. 105 J ela deve rejeitar 8,0. 105 
J para a fonte fria.
d) se, em cada ciclo, a máquina rejeita 3,0. 105 J para a fonte fria, ela deve realizar um 
trabalho de 2,0. 105 J.
e) ela estará contrariando o Segundo Princípio da Termodinâmica.
DADOS
TF = 27ºC + 273 = 300 K
TQ = 327ºC + 273 = 600 K
n = 80%ncarnot
a) Errada. Calculando o rendimento da máquina térmica:
Logo:
b) Errada. O rendimento da máquina térmica é:
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c) Errada. O rendimento da máquina térmica é:
Sabemos ainda que:
d) Certa. Sabemos que:
O rendimento da máquina térmica é:
e) Errada. A máquina não contraria o segundo princípio da Termodinâmica, pois tem 
rendimento menor que o de Carnot.
Letra d.
036. 036. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2015) As turbinas a vapor da propulsão nuclear 
de um submarino possuem um rendimento de 15% e são capazes de produzir uma potência 
mecânica constante de 40MW nos eixos rotativos. Se essa potência é entregue em 3,0 
minutos, observa-se que a variação de entropia do sistema vapor-turbinas é (1/12) 
GJ/K. A temperatura, em °C, do vapor superaquecido produzido pelo reator nuclear vale,aproximadamente
a) 327O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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b) 303
c) 247
d) 207
e) 177
Que questão, hein!!! Nível último chefão!
Vamos lá! Por partes!
DADOS
n = 15% = 0,15
Pútil = 40 MW (potência produzida pelos motores)
∆t = 3,0 min = 180 s
∆S = (1/12) GJ/K
T =?
O rendimento é dado pela razão entre a potência útil e a real (gerada)
Deixa assim, porque deu número quebrado, vai que lá na frente a gente consiga cortar!!
Agora o calor total gerado pelas turbinas é:
A variação da entropia é dada por:
Letra b.
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(CEBRASPE/SEDU-ES/PROFESSOR/2010) A termodinâmica consiste no estudo dos processos 
termodinâmicos nos quais um sistema é levado de um estado de equilíbrio térmico a outro. 
Com relação às leis da termodinâmica e ao comportamento das máquinas térmicas, julgue 
os seguintes itens.
037. 037. Em toda máquina térmica que opera em ciclos, ao se percorrer todo o ciclo, a variação 
de entropia é nula.
Numa transformação cíclica, há realização de trabalho, logo há troca de calor. A variação 
da energia interna que é nula.
Portanto, se há troca de calor, haverá variação de entropia.
Errado.
038. 038. Uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Carnot é considerada uma máquina 
térmica ideal. Nesse caso, o seu ciclo é composto de duas transformações isotérmicas e 
duas transformações adiabáticas.
Essas são as características das transformações do ciclo de Carnot.
Certo.
039. 039. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, se, no projeto de uma máquina térmica, 
for obedecido o ciclo de Carnot, então essa máquina poderá ter 100% de eficiência.
Vira e mexe eles cobram isso! O rendimento de uma máquina térmica nunca será 100%. 
Agora, se ela operar segundo o ciclo de Carnot, terá o maior rendimento possível.
Errado.
040. 040. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2013) Analise as afirmativas abaixo referentes 
à entropia.
I – N um dia úmido, o vapor de água se condensa sobre uma superfície fria. Na condensação, 
a entropia da água diminui.
II – Num processo adiabático reversível, a entropia do sistema se mantém constante.
III – A entropia de um sistema nunca pode diminuir.
IV – A entropia do universo nunca pode diminuir.
Assinale a opção que contém apenas afirmativas corretas.
a) I e II.
b) II e III.
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c) III e IV.
d) I, II e III.
e) I, II e IV.
Analisando item a item.
I – Certo. Na condensação, há uma liberação de calor, pois a água passa do estado vapor 
para o líquido, ou seja, Q < 0, logo a entropia diminui ∆S < 0.
II – Certo. Processo adiabático, Q = 0, logo ∆S = 0, ou seja, a entropia permanece constante.
III – Errado. Vide item I. A entropia do sistema isolado ou do universo que não pode diminuir.
IV – Certo. A Segunda Lei da Termodinâmica, em termos da entropia, diz que a variação 
entropia do universo sempre é ∆S ≥ 0, ou seja, ou permanece constante ou aumenta.
Letra e.
041. 041. (CEBRASPE/POLÍCIA CIENTÍFICA-PE/PERITO CRIMINAL/2016)
Uma máquina térmica opera em um ciclo termodinâmico conforme mostrado no gráfico 
T-S na figura precedente. Com base nessas informações e no gráfico, é correto afirmar 
que o trabalho realizado por esse motor é de
a) 500 J.
b) 800 J.
c) 600 J.
d) 300 J.
e) 400 J.
A entropia é dada por:
Logo:
Note que o gráfico é TxS, logo, para encontrar a quantidade de calor, temos que calcular a 
área do gráfico:O conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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O processo é cíclico, portanto, ∆U = 0, logo:
Letra a.
042. 042. (FCC/SEDU-SP/PROFESSOR/2012) Nicolas Sadi Carnot publicou um livro no qual descreve 
uma máquina térmica imaginária, que realizaria uma transformação cíclica conhecida como 
“ciclo de Carnot”. Em relação a isto, é correto afirmar que
a) a máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot apresenta rendimento de 100%.
b) a máquina proposta por Carnot, sendo ideal, contraria a segunda lei da Termodinâmica.
c) o rendimento da máquina de Carnot depende apenas das temperaturas da fonte quente 
e da fonte fria.
d) o ciclo de Carnot consiste em duas transformações isotérmicas alternadas com duas 
transformações isobáricas.
e) a máquina proposta por Carnot, sendo imaginária, contraria a lei da conservação da 
energia.
Analisando cada item:
a) Errada. A máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot apresenta o maior 
rendimento.
b) Errada. A máquina térmica, segundo Carnot, é o que explica a Segunda Lei da Termodinâmica.
c) Certa. O rendimento da máquina de Carnot é:
d) Errada. O ciclo de Carnot consiste em duas transformações isotérmica alternadas com 
duas adiabáticas.
e) Errada. A máquina proposta por Carnot não contraria a lei de conservação de energia.
Letra c.
043. 043. (IDECAN/PEFOCE/PERITO CRIMINAL/2021) Considere uma máquina térmica operando 
conforme um ciclo de Carnot. Em cada ciclo, a máquina cede ao ambiente um trabalho 
equivalente a 2.000J. Sabe-se que a temperatura da fonte quente é de 177ºC e a temperatura 
da fonte fria é de 27ºC. Com esses dados, é correto determinar o rendimento da máquina 
e a quantidade de calor fornecida pela fonte quente como sendo
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a) n = 84% e Q1 = 2.360J.
b) n = 33% e Q1 = 6.000J.
c) n = 33% e Q1 = 6.700J.
d) n = 84% e Q1 = 1.680J.
e) n = 75% e Q1 = 1.500J.
DADOS
τ = 2000 J
TF = 27ºC + 273 = 300 K
TQ = 177ºC + 273 = 450 K
O rendimento do ciclo de Carnot é:
Que também pode ser dado por:
Letra b.
044. 044. (CEBRASPE/INMETRO/PESQUISADOR/2010) Assinale a opção correta com relação a 
máquinas térmicas.
a) Os refrigeradores diminuem a entropia local.
b) Uma máquina térmica operando entre dois reservatórios térmicos específicos e controlados 
pode ser mais eficiente que uma máquina reversível que opere entre estes reservatórios.
c) Um refrigerador que opere em ciclo de Carnot pode diminuir a entropia do universoO conteúdo deste livro eletrônico é licenciado para GABRIEL SIMOES SIQUEIRA SILVA - 17011627766, vedada, por quaisquer meios e a qualquer título,
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d) Não há comotransferir calor de uma fonte fria para uma fonte quente.
e) O rendimento de uma máquina térmica operando entre as mesmas faixas de temperaturas 
é o mesmo tanto no ciclo Otto quanto no ciclo de Carnot.
a) Certa. Note que o item está falando que o refrigerador diminui a entropia local, e não 
do sistema.
b) Errada. Se o processo é reversível, a eficiência é a mesma.
c) Errada. A entropia do universo nunca diminui.
d) Errada. Se houver trabalho externo, sim, como no caso dos refrigeradores.
e) Errada. O rendimento no ciclo de Carnot sempre será o maior possível.
Letra a.
045. 045. (FCC/SEDU-SP/PROFESSOR/2012) A primeira lei da Termodinâmica é a lei de conservação 
da energia nas transformações. As transformações ocorrem sempre no sentido da maior 
desordem e isto é inexorável. Caminhamos individualmente para a morte e o Universo 
para a sua morte térmica, quando não mais haverá a possibilidade de transformações 
e a temperatura será finalmente uniforme e constante. Esta é a linha de evolução de 
nosso Universo.
Com base no exposto, está correto afirmar:
a) Os fenômenos no universo são reversíveis.
b) A entropia é associada à degradação da energia, o que geralmente ocorre nos fenômenos 
naturais.
c) A entropia é conservada nos fenômenos naturais.
d) A entropia diminui nas transformações de energia.
e) O salto que um nadador realiza do trampolim à água é exemplo de fenômeno reversível.
Analisando item a item.
a) Errada. Os processos no universo são irreversíveis.
b) Certa. O aumento da desordem tem a ver com a degradação da energia.
c) Errada.
d) Errada. A entropia sempre aumenta nos fenômenos naturais.
e) Errada. É um processo irreversível.
Letra b.
046. 046. (MARINHA/ESCOLA NAVAL/ASPIRANTE/2008) Um projétil de chumbo, de massa igual a 
10,0 gramas, está na temperatura de 27,0ºC e se desloca horizontalmente com velocidade 
de 400 m/s quando se choca com um bloco de massa 5,00 kg, inicialmente em repouso 
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Termologia – Parte IV
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sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície 
horizontal valem 0,3 e 0,2. O projétil penetra no bloco e o conjunto passa a se mover com 
uma velocidade de 2,0 m/s. Admitindo-se que a energia cinética perdida pelo projétil seja 
transformada em calor e que 40% desde calor foi absorvido pelo próprio projétil, a variação 
de entropia (em J/K) do projétil é, aproximadamente, igual a
Calor específico do chumbo sólido= 1,30 x10² J/kg ºC
Calor latente de fusão do chumbo = 2,50 x104 J/kg
Temperatura de fusão do chumbo= 327 ºC
conversão: 0 ºC = 273 K
ln10= 2,3; ln3,62= 1,29; ln1,81= 0,59
a) 0,500
b) 0,740
c) 0,767
d) 0,800
e) 0,830
DADOS
m = 10,0 g = 0,01 kg
T0 = 27,0ºC + 273 = 300K
V0 = 400 m/s
Vf = 2,0 m/s
n = 40%
∆S =?
Bom, muitos dados desnecessários!
Primeiramente, vamos calcular a energia dissipada durante a colisão e, em seguida, achar 
40% dessa energia. Depois, vamos encontrar a temperatura final do projétil e, por fim, a 
sua variação de entropia.
A variação da energia cinética:
Eu vou desconsiderar a energia cinética final, porque o seu valor é muito pequeno e não vai 
fazer diferença no problema.
A quantidade de calor absorvida pelo projétil é:
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Termologia – Parte IV
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Sabemos que Q = m.c.∆T, logo:
Logo, a temperatura final será:
Ou seja, não ocorre a fusão.
A variação da entropia é dada por:
Letra c.
047. 047. (CEBRASPE/POLÍCIA CIENTÍFICA-PE/PERITO CRIMINAL/2016) Um mol de gás ideal de 
nitrogênio, inicialmente a uma temperatura de 250 K, quadruplica seu volume por meio de 
dois processos termodinâmicos diferentes, que podem ser identificados como processos 
A e B. No processo A, o gás expande-se livremente até dobrar o volume e depois sofre 
uma expansão adiabática até dobrar novamente seu volume. Já no processo B, o gás sofre 
uma expansão isotérmica até quadruplicar seu volume. Com base nessas informações, é 
correto afirmar que a diferença entre a variação de entropia do processo B e a do processo 
A, expressa em função da constante universal dos gases R, é
a) 2R.
b) -ln (2R).
c) 2Rln2.
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d) Rln2.
e) -2Rln2.
DADOS
PROCESSO A
V0  expansão livre  2V0  expansão adiabática  4V0
PROCESSO B
V0  expansão isotérmica  4V0
Fazendo por partes.
PROCESSO A
Só tem variação de entropia na expansão livre, pois, no processo adiabático, Q = 0, logo, a 
variação de entropia é zero.
PROCESSO B
A variação de entropia na expansão isotérmica, será:
Logo:
Ficando a propriedade do logaritmo, temos:
Letra d.
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Termologia – Parte IV
Hérico Avohai
048. 048. (CEBRASPE/PETROBRAS/ANALISTA DE COMERCIALIZAÇÃO/2022) Com relação à 
termodinâmica em geral, às suas leis e unidades e aos mecanismos de transferência de 
calor, julgue o item a seguir.
Conforme a Segunda Lei da Termodinâmica, para fenômenos macroscópicos ou microscópicos, 
a entropia sempre aumenta ou permanece a mesma.
“Em processos termodinâmicos que vão de um estado para outro, a entropia do conjunto 
aumenta para processos irreversíveis ou permanece constante para processos reversíveis”.
Errado.
Ficamos por aqui! Beijos na testa e até a próxima!
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	Sumário
	Termologia – Parte IV
	1. Calores Específicos dos Gases Ideais
	2. Gráfico da Transformação Adiabática (Q = 0)
	3. O Trabalho em uma Transformação Isotérmica
	4. Máquinas Térmicas e a 2ª Lei da Termodinâmica
	5. Geladeira e Ar-condicionado
	6. O Ciclo de Carnot
	7. Ciclos Termodinâmicos
	7.1. Ciclo de Otto
	7.2. Ciclo de Diesel
	8. Transformações Reversíveis e Irreversíveis
	9. Entropia
	9.1 Variação da Entropia em Processos Reversíveis
	9.2. Variação da Entropia em Processos Irreversíveis
	Resumo
	Mapa Mental
	Questões de Concurso
	Gabarito
	Gabarito Comentado