Ciclo termodinâmico

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Ciclo termodinâmico 
O que caracteriza um ciclo termodinamico?
a) A troca de calor entre dois corpos em equilibrio termico
b) A mudanca ciclica do estado de um sistema, com regeneracao ao fim do ciclo
c) O aumento continuo de energia em um sistema fechado
d) A troca de energia eletrica por energia termica em uma maquina
Resposta correta: b) A mudanca ciclica do estado de um sistema, com regeneracao ao fim do ciclo.
Explicacao: Um ciclo termodinamico envolve uma sequencia de processos nos quais o sistema
retorna ao seu estado inicial apos passar por diversas transformacoes, como compressao,
expansao, aquecimento e resfriamento.
Qual e o objetivo principal de um ciclo termodinamico em maquinas termicas, como um motor a
combustao?
a) Aumentar a pressao do gas no interior do sistema
b) Gerar trabalho a partir de uma diferenca de temperatura
c) Transferir calor para o ambiente externo
d) Reduzir a quantidade de calor liberado pelo motor
Resposta correta: b) Gerar trabalho a partir de uma diferenca de temperatura.
Explicacao: Em um ciclo termodinamico de uma maquina termica, o objetivo e converter a energia
termica (proveniente de uma fonte quente) em trabalho mecanico, aproveitando a diferenca de
temperatura entre duas fontes.
O que define um ciclo de Carnot?
a) Um ciclo que ocorre de forma adiabatica e isobarica
b) Um ciclo ideal de maquina termica com eficiencia maxima teorica
c) Um ciclo que nao envolve trocas de calor
d) Um ciclo que so pode ocorrer em temperaturas muito baixas
Resposta correta: b) Um ciclo ideal de maquina termica com eficiencia maxima teorica.
Explicacao: O ciclo de Carnot e um ciclo termodinamico ideal que estabelece a maxima eficiencia
possivel para a conversao de calor em trabalho, operando entre duas fontes de temperatura,
quente e fria.
Qual das opcoes abaixo descreve corretamente os processos de um ciclo termodinamico ideal de
Carnot?
a) Compressao isotermica, expansao adiabatica, compressao adiabatica e expansao isotermica
b) Compressao adiabatica, expansao isotermica, compressao isotermica e expansao adiabatica
c) Compressao isobarica, expansao isocorica, compressao isotermica e expansao adiabatica
d) Compressao isocorica, expansao isotermica, compressao adiabatica e expansao isobarica
Resposta correta: b) Compressao adiabatica, expansao isotermica, compressao isotermica e
expansao adiabatica.
Explicacao: O ciclo de Carnot consiste em dois processos isotermicos (a temperatura se mantem
constante) e dois processos adiabaticos (sem troca de calor), que acontecem em uma sequencia
especifica para maximizar a eficiencia.
Em um ciclo termodinamico ideal, qual e o efeito de uma expansao isotermica no sistema?
a) A temperatura do sistema aumenta durante a expansao
b) O volume do sistema aumenta enquanto a temperatura se mantem constante
c) O sistema perde calor, mas nao realiza trabalho
d) A pressao do sistema se mantem constante enquanto o volume aumenta
Resposta correta: b) O volume do sistema aumenta enquanto a temperatura se mantem constante.
Explicacao: Em uma expansao isotermica, a temperatura do sistema se mantem constante
enquanto o volume do gas aumenta, resultando na realizacao de trabalho, com o calor sendo
trocado com a fonte quente.
O que ocorre durante a compressao adiabatica em um ciclo termodinamico?
a) O sistema perde calor para o ambiente
b) O volume do sistema diminui, mas a temperatura permanece constante
c) O sistema realiza trabalho sobre o ambiente
d) O volume do sistema diminui e a temperatura aumenta sem troca de calor
Resposta correta: d) O volume do sistema diminui e a temperatura aumenta sem troca de calor.
Explicacao: Durante a compressao adiabatica, o gas e comprimido sem troca de calor com o
ambiente, o que leva a um aumento de sua temperatura e pressao.
Em um ciclo termodinamico de Carnot, qual e a relacao entre o calor absorvido (Q1) e o calor
rejeitado (Q2)?
a) Q1 e sempre maior que Q2, com a diferenca sendo convertida em trabalho
b) Q1 e igual a Q2, ja que o sistema nao troca calor
c) Q2 e sempre maior que Q1
d) Nao ha relacao entre Q1 e Q2
Resposta correta: a) Q1 e sempre maior que Q2, com a diferenca sendo convertida em trabalho.
Explicacao: No ciclo de Carnot, o sistema absorve calor de uma fonte quente (Q1) e rejeita calor
para uma fonte fria (Q2), realizando trabalho no processo. A diferenca entre Q1 e Q2 e a
quantidade de trabalho realizado.
Qual e a eficiencia de um ciclo termodinamico ideal de Carnot?
a) A eficiencia e 100%, ja que nao ha perdas
b) A eficiencia depende da pressao do gas usado no ciclo
c) A eficiencia e dada pela razao entre as temperaturas da fonte quente e da fonte fria
d) A eficiencia e zero, pois o ciclo nao realiza trabalho
Resposta correta: c) A eficiencia e dada pela razao entre as temperaturas da fonte quente e da
fonte fria.
Explicacao: A eficiencia do ciclo de Carnot e dada pela formula:
=1
T
q
T
f
, onde
T
f
e a temperatura da fonte fria e
T
q
e a temperatura da fonte quente, ambas em Kelvin.
O que e um ciclo de Rankine?
a) Um ciclo termodinamico utilizado em motores de combustao interna
b) Um ciclo que envolve apenas processos isotermicos
c) Um ciclo utilizado em usinas termoeletricas, com liquido que passa por mudancas de fase
d) Um ciclo utilizado para resfriamento de sistemas industriais
Resposta correta: c) Um ciclo utilizado em usinas termoeletricas, com liquido que passa por
mudancas de fase.
Explicacao: O ciclo de Rankine e um ciclo termodinamico utilizado em usinas termoeletricas, no
qual um fluido de trabalho (geralmente agua) sofre mudancas de fase, passando de liquido para
vapor e vice-versa.
Em um ciclo termodinamico, qual a funcao de um refrigerador?
a) Conduzir o calor do ambiente para um sistema de alta temperatura
b) Absorver calor de uma fonte fria e ceder a uma fonte quente
c) Transformar energia termica diretamente em trabalho
d) Aumentar a eficiencia de uma maquina termica
Resposta correta: b) Absorver calor de uma fonte fria e ceder a uma fonte quente.
Explicacao: O refrigerador opera trocando calor entre duas fontes: absorvendo calor da fonte fria
(por exemplo, o ambiente) e rejeitando calor para uma fonte quente (por exemplo, o ambiente
externo).
O que e um ciclo termodinamico irreversivel?
a) Um ciclo que ocorre sem perdas de energia
b) Um ciclo onde nao ha trocas de calor com o ambiente
c) Um ciclo onde ha perdas de energia devido a atrito, resistencia termica, entre outros fatores
d) Um ciclo que pode ser repetido infinitamente sem alteracoes no sistema
Resposta correta: c) Um ciclo onde ha perdas de energia devido a atrito, resistencia termica, entre
outros fatores.
Explicacao: Ciclos irreversiveis envolvem dissipacao de energia por meio de atrito, resistencia
termica, entre outras fontes de irreversibilidade, o que reduz a eficiencia do sistema.
Em um ciclo termodinamico de idealizacao, como se comporta o fluido de trabalho durante os
processos de compressao e expansao adiabatica?
a) O fluido perde calor durante a compressao e ganha calor na expansao
b) O fluido ganha calor na compressao e perde calor na expansao
c) O fluido nao troca calor com o ambiente durante ambos os processos
d) O fluido troca calor com o ambiente durante os dois processos
Resposta correta: c) O fluido nao troca calor com o ambiente durante ambos os processos.
Explicacao: Nos processos adiabaticos, nao ha troca de calor com o ambiente. Na compressao
adiabatica, o fluido e comprimido, aumentando sua temperatura, e na expansao adiabatica, o fluido
se expande, diminuindo sua temperatura.
Qual e a principal aplicacao do ciclo termodinamico em uma maquina de Carnot?
a) Gerar energia eletrica a partir da energia solar
b) Realizar trabalho mecanico atraves da conversao de calor
c) Produzir ar-condicionado de alta eficiencia
d) Armazenar energia termica para uso posterior
Resposta correta: b) Realizar trabalho mecanico atraves da conversao de calor.
Explicacao: O ciclo de Carn