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Curso: Engenharia Mecânica 
Disciplina: Termodinâmica 
Professora: Simara Moraes Vasconcelos 
 
Bibiografia 
MORAN, M.J.; SHAPIRO, H.N. Princípios de Termodinâmica para Engenharia. Editora LTC. 7ª Ed. Rio de Janeiro, 2012. 
CENGEL, Y. A.; BOLES, M. A. Termodinâmica. 7ª ed. Mcgraw-Hill Interamericana, 2006. 
SONNTAG, R.E.; BORGNAKKE, C.; VAN WYLEN, G.J. Fundamentos da Termodinâmica. 6ª ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2003. 
IENO, Gilberto. Termodinâmica. São Paulo: Prentice-Hall, 2004. 
SERWAY, R.A.; JEWETT JR, J.W. Princípios de Física Vol 2: Movimento ondulatório e termodinâmica. São Paulo: Cengage Learning, 2011. 
 
Segunda Lei da termodinâmica 
1) O que são processos reversíveis e irreversíveis? 
 
2) O que é uma máquina térmica? 
 
3) O que são refrigeradores? 
 
4) Descreva o enunciado da segunda lei da termodinâmica segundo para a máquina térmica. 
 
5) Descreva o enunciado da segunda lei da termodinâmica segundo Clausius. 
 
6) O que é entropia? 
 
7) Explique o ciclo de Carnot. 
 
8) Explique o ciclo de Otto. 
 
9) Qual o rendimento de uma máquina térmica que retira de uma fonte quente 200 cal e passa 
para uma fonte fria 50 cal. 
 
10) A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kJ de calor da sua fonte quente e descarrega 36 
kJ de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de 
(A) 20%. 
(B) 25%. 
(C) 75%. 
(D) 80%. 
(E) 100%. 
 
11) (Resnick) Uma máquina térmica absorve 52 kcal de calor e rejeita 36 kcal de calor em cada 
ciclo. Calcule (a) a eficiência e (b) o trabalho realizado por ciclo. 
 
12) Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450J de uma fonte de calor e liberando 300J no 
ambiente. Uma segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600J e liberando 450J. Se 
dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina, 
obteremos 
(A) 1,50. 
(B) 1,33. 
(C) 1,00. 
(D) 0,75. 
(E) 0,25 
 
 
13) Considere as afirmações: 
I. É impossível construir uma máquina térmica que, operando em ciclos, retire energia na forma 
de calor de uma fonte, transformando-a integralmente em trabalho. 
II. Refrigeradores são dispositivos que transferem energia na forma de calor de um sistema de 
menor temperatura para outro de maior temperatura. 
III. A energia na forma de calor não passa espontaneamente de um corpo de menor temperatura 
para outro de maior temperatura. 
Está(ão) correta(s) 
(A) apenas I. 
(B) apenas II. 
(C) apenas I e III. 
(D) apenas II e III. 
(E) I, II e III. 
 
 
14) Uma máquina térmica recebe de uma fonte quente 100 cal e transfere para uma fonte fria 70 
cal. Qual o rendimento desta máquina? 
 
15) Um motor de Carnot absorve 60 kJ sob a forma de calor e expele 33 kJ sob a forma de calor 
em cada ciclo. Calcule (a) eficiência do motor e (b) o trabalho realizado por ciclo em 
quilojoules. 
 
16) Uma expansão adiabática de um gás é aquela em que 
(A) a pressão é mantida constante. 
(B) o volume é mantido constante. 
(C) a temperatura é mantida constante. 
(D) o gás não perde nem ganha calor. 
 
17) Se uma máquina de Carnot opera entre as temperaturas de 27oC e 127 oC, a sua eficiência em 
percentagem é 
(A) 20 
(B) 25 
(C) 35 
(D) 50 
(E) 60 
 
18) Uma máquina térmica de Carnot é operada entre duas fontes de calor a temperaturas de 
400K e 300K. Se, em cada ciclo, o motor recebe 1200 calorias da fonte quente, o calor 
rejeitado por ciclo à fonte fria, em calorias, vale: 
(A) 300 
(B) 450 
(C) 600 
(D) 750 
(E) 900 
 
 
 
 
 
 
 
19) (UEG-GO) Os motores usados em veículos são normalmente de combustão interna e de quatro 
tempos. A finalidade dos motores é transformar a energia térmica do combustível em trabalho. 
De modo geral, eles são constituídos de várias peças, entre elas: as válvulas, que controlam a 
entrada e a saída do fluido combustível, a vela, onde se dá a faísca que provoca a explosão, o 
virabrequim (árvore de manivelas), que movimenta o motor, e os êmbolos, que são acoplados 
a ele. 
No tempo 1, ocorre a admissão do combustível, a mistura de ar e vapor de álcool ou gasolina, 
produzida no carburador: o virabrequim faz o êmbolo descer, enquanto a válvula de admissão 
se abre, reduzindo a pressão interna e possibilitando a entrada de combustível à pressão 
atmosférica. No tempo 2, ocorre a compressão: com as válvulas fechadas, o êmbolo sobe, 
movido pelo virabrequim, comprimindo a mistura ar combustível rapidamente. No tempo 3, 
ocorre a explosão: no ponto em que a compressão é máxima, produz-se, nos terminais da vela, 
uma faísca elétrica que provoca a explosão do combustível e seu aumento de temperatura; a 
explosão empurra o êmbolo para baixo, ainda com as válvulas fechadas. No tempo 4, ocorre 
exaustão ou descarga: o êmbolo sobe novamente, a válvula de exaustão abre-se, expulsando 
os gases queimados na explosão e reiniciando o ciclo. 
 
De acordo com o texto e com a termodinâmica, é CORRETO afirmar: 
(A) No tempo 1, o processo é isovolumétrico. 
(B) No tempo 2, o processo é adiabático. 
(C) No tempo 3, o processo é isobárico. 
(D) No tempo 4, o processo é isotérmico. 
(E) Um ciclo completo no motor de 4 tempos é realizado após uma volta completa da árvore 
de manivelas. 
 
Ciclo de Otto 
 
20) (Young) Calcule a eficiência teórica de um motor do ciclo de Otto com a 𝛾=1,4 e a razão de 
compressão r = 9,5, a temperatura da mistura ar-gasolina quando ela entra no motor é igual a 
22 oC. Se esse motor requer 10000J de calor da queima de seu combustível, quanto calor ele 
rejeita para o ar exterior? 
 
21) (Young) Qual deve ser a razão de compressão r de um ciclo Otto para que ele atinja uma 
eficiência ideal de 65% para γ = 1, 40? 
 
22) Num ciclo Otto, a temperatura inicial e final da compressão são respectivamente 30°C e 405°C. 
Calcular a relação de compressão e o rendimento térmico do ciclo, sendo k = 1,4 tanto para a 
compressão como para a expansão. Com base nestes dados, pede-se: 
 
a) A relação de compressão do ciclo r. 
b) O rendimento térmico do ciclo η em %. 
Resposta: 7,5 ; 55,32% 
 
23) O ciclo de Otto na figura abaixo modela a operação do motor de combustão interna de um 
automóvel. Uma mistura de vapor de gasolina e ar é injetada em um cilindro enquanto o pistão 
abaixa durante o curso A da entrada. O pistão sobe para a extremidade fechada do cilindro para 
comprimir adiabaticamente a mistura no processo de A para B. A razão r = V1/V2 é a razão de 
compressão do motor. Em B a gasolina é inflamada pela vela e a pressão eleva-se rapidamente 
enquanto ela se queima no processo de B para C. No curso de potência de C para D, os produtos 
da combustão se expandem adiabaticamente enquanto forçam o pistão para baixo. Os produtos 
da combustão esfriam mais ainda em um processo isocórico de D para A e no curso de A para 
O da exaustão, quando os gases de exaustão são eliminados do cilindro. Suponha que um único 
valor da razão de capacidades caloríficas caracteriza tanto a mistura ar-combustível quanto os 
gases de exaustão após a combustão. Prove que o rendimento do motor é 1 − r1 −γ 
 
24) A figura a seguir representa o ciclo de Otto para motores a combustão interna. Nesse tipo de 
motor, a vela de ignição gera uma faísca que causa a combustão de uma mistura gasosa. 
Considere que a faísca seja suficientemente rápida, de modo que o movimento do pistão possa 
ser desprezado. 
 
A faísca e a liberação dos gases pelo escapamento ocorrem, respectivamente, nos pontos 
(A) A e C. 
(B) B e A. 
(C) D e A. 
(D) D e B. 
(E) O e C.