Maquinas termicas e Ciclo de Carnot-prof

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Máquinas térmicas e Ciclo de Carnot
1. Qual o rendimento de uma máquina de Carnot que opera
entre as temperaturas de 27ºC e 227ºC ?
a) 0,4% b) 4% c)25% d) 40%
2. (EEAR 2019.1) 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.
a) V – F – V – F b) V – V – V – F
c) F – F – V – F d) F – F – V – V
Vamos calcular o rendimento: n = 1 - Qf/Qq 
n = 1 – 300/330 –> n = 1 - 0,9
n 0,1 10% (com esse resultado percebemos que≅ ∴  a 
primeira alternativa é falsa)
 vamos encontrar o trabalho usando o valor de Qq que a
segunda e terceira alternativa nos ofereceram:
n = τ/Qq  0,1 = τ/5000  1.10 ¹.5.10³ = τ ⁻  τ = 5.10² ∴
τ = 500J
Se τ = Qq - Qf, podemos concluir que: 500 = 5000 - Qf
Qf = 5000 – 500  Qf = 4500J (com esse resultado 
percebemos que a segunda alternativa é falsa e a terceira 
é verdadeira)
Por fim, "quanto menor a energia térmica dissipada, maior o
rendimento da máquina térmica", portanto a quarta
alternativa é verdadeira.
3. (EEAR – 2017.2) Ao construir uma máquina de Carnot,
um engenheiro percebeu que seu rendimento era de 25%.
Se a fonte fria trabalha a 25 oC, a temperatura da fonte
quente, em oC, de tal motor será aproximadamente:
a) 12,4 b) 124 c) 1240 d) 12400
 
4. (ENEM – 2016) Até 1824 acreditava-se que as
máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a
vapor e os atuais motores a combustão, poderiam ter um
funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a
impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em
ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria),
obter 100% de rendimento. Tal limitação ocorre porque
essas máquinas
a) realizam trabalho mecânico.
b) produzem aumento da entropia.
c) utilizam transformações adiabáticas.
d) contrariam a lei da conservação de energia.
COMENTÁRIOS: O fato de uma máquina térmica
operando em ciclos entre duas temperaturas fixas não
poder ter rendimento de 100% está ligado à segunda
lei da termodinâmica, que diz que a entropia do
universo (máquina+ambiente) deve sempre aumentar.
 Máquinas térmicas e Ciclo de Carnot
5. (EEAR – 2010) A expressão U = Q - T ; onde U é a 
variação da energia interna de um gás, Q o calor trocado 
pelo gás e T o trabalho realizado pelo ou sobre o gás, 
refere-se à
a) Lei zero da Termodinâmica
b) Lei geral dos gases perfeitos.
c) Segunda Lei da Termodinâmica.
d) Primeira Lei da Termodinâmica.
Nota: A primeira lei da termodinâmica estabelece que, em qualquer 
transformação: : 
6. (EEAR – 2008) A Lei zero da Termodinâmica está 
diretamente ligada
a) ao equilíbrio térmico.
b) ao Princípio da Conservação da Energia.
c) à impossibilidade de se atingir a temperatura de 0 K.
d) ao fato de corpos de mesma massa possuírem iguais 
quantidades de calor
A lei zero da termodinâmica estabelece que "se dois corpos A e
B estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro corpo
C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si". 
7. (EEAR-2006) “É impossível construir uma máquina
operando em ciclos cujo único efeito seja retirar calor de
uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.” Esse
enunciado, que se refere à Segunda Lei da Termodinâmica,
deve-se a :
 a) Clausius. b) Ampère. c) Clapeyron. d) Kelvin.
NOTA: O enunciado de Clausius para a Segunda Lei da
Termodinâmica relaciona-se com a espontaneidade do fluxo de
calor entre corpos. Assim, podemos expressar essa lei da seguinte
forma: O calor flui espontaneamente da fonte quente para a fonte
fria; para ocorrer o contrário, é necessário realizar trabalho externo.
8. (EEAR-2007) Numa máquina de Carnot, de rendimento
25%, o trabalho realizado em cada ciclo é de 400 J. O
calor, em joules, rejeitado para fonte fria vale:
a) 400 b) 600 c) 1200 d) 1600
Temos que o rendimento em uma máquina de carnot,é igual a 
quantidade de trabalho que foi realizado.Logo o trabalho nesta 
questão é igual a 400J,que é responsável por 25% do 
rendimento,assim podemos concluir que os outros 75% foram 
desperdiçados na fonte fria,isso quer dizer que :
25%---------------400J
75%--------------- x J
Logo, x=1200 J
9. (AFA – 2012)  Com relação às máquinas térmicas e a 
Segunda Lei da Termodinâmica, analise as proposições a 
seguir.
I. Máquinas térmicas são dispositivos usados para 
converter energia mecânica em energia térmica com 
consequente realização de trabalho. 
II. O enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica, 
proposto por Clausius, afirma que o calor não passa
espontaneamente de um corpo frio para um corpo mais 
quente, a não ser forçado por um agente externo como é
o caso do refrigerador.
III. É possível construir uma máquina térmica que, 
operando em transformações cíclicas, tenha como único
efeito transformar completamente em trabalho a energia 
térmica de uma fonte quente.
IV. Nenhuma máquina térmica operando entre duas 
temperaturas fixadas pode ter rendimento maior que a 
máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas 
temperaturas.
  São corretas apenas 
a) I e II    b) II e III    c) I, III e IV    d) II e IV
Explicação:
I– Incorreto. Máquinas térmicas são dispositivos usados
para converter energia térmica em realização de trabalho.
II- Correto. Espontâneo na natureza, sempre será de quem
tem mais para quem tem menos. No caso da energia, o mais
quente possui mais energia, logo o processo natural seria o
calor passar para o corpo mais frio, caso contrário é preciso
a realização de trabalho.
III– Incorreto. Isso vai contra a 2° lei da termodinâmica.
IV- Correto. A máquina ideal de Carnot é uma máquina 
que tem um funcionamento apenas teórico. Nenhuma 
máquina possui um rendimento maior que ela.
10. Uma máquina térmica que trabalha entre as temperaturas 
27°C e 327°C possui 80% do rendimento ideal para uma 
máquina térmica. Se essa máquina recebe 1000 J da fonte 
quente, qual é o trabalho realizado por ela?
a) 400 J b) 500 J c) 350 J d) 600 J