Questão 83 — Termodinâmica — Ciclo de Carnot (Física) — Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR) · Comando da Aeronáutica — Escola de Especialistas de Aeronáutica

Física Termodinâmica — Ciclo de Carnot

Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR) Médio

Comando da Aeronáutica — Escola de Especialistas de Aeronáutica · Curso de Formação de Sargentos (CFS 1/2019) — Aeronavegantes e Não-Aeronavegantes · Caderno Código 09

Gabarito disponível

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.

Selecione uma alternativa A) V – F – V – F B) V – V – V – F C) F – F – V – F D) F – F – V – V

Resolução comentada

Carnot entre 300 K e 330 K: rendimento ≈ 9%, aproximadamente 10%.

η = 1 − Tf/Tq = 1 − 300/330 ≈ 0,09, cerca de 10%. Com Qq = 5000 J, Qf = Qq·Tf/Tq ≈ 4545 J, cerca de 4500 J. O rendimento aumenta quando cresce a diferença entre as temperaturas. Sequência: F, F, V, V.

Análise das alternativas

A 1ª é falsa porque o rendimento é ≈ 10%, não 52%. A 2ª é falsa porque a rejeição seria ≈ 4500 J, não 1000 J. A 3ª é verdadeira. A 4ª é verdadeira, pois η = 1 − Tf/Tq cresce ao se afastarem as temperaturas. Por isso A, B e C estão erradas.

Referência: Termodinâmica: rendimento do ciclo de Carnot.

Resolução comentada do VaiConcursos.