Gabarito disponível
Considere uma máquina térmica que opera um ciclo termodinâmico que realiza trabalho.
A máquina recebe 400 J de uma fonte quente cuja temperatura é de 400 K e rejeita 200 J para uma fonte fria, que se encontra a 200 K. Neste ciclo a máquina térmica realiza um trabalho de 200 J.
● Analisando o ciclo termodinâmico exposto acima conclui-se que a máquina térmica é um ___I___ .
● Essa máquina térmica ___II___ a 1ª Lei da Termodinâmica.
● O rendimento desta máquina é ___III___ a 50%.
A opção que corresponde ao preenchimento correto das lacunas (I), (II) e (III) é:
A máquina recebe 400 J de uma fonte quente cuja temperatura é de 400 K e rejeita 200 J para uma fonte fria, que se encontra a 200 K. Neste ciclo a máquina térmica realiza um trabalho de 200 J.
● Analisando o ciclo termodinâmico exposto acima conclui-se que a máquina térmica é um ___I___ .
● Essa máquina térmica ___II___ a 1ª Lei da Termodinâmica.
● O rendimento desta máquina é ___III___ a 50%.
A opção que corresponde ao preenchimento correto das lacunas (I), (II) e (III) é:
Resolução comentada
Máquina que recebe 400 J, rejeita 200 J e realiza 200 J.
Como a máquina recebe calor da fonte quente e realiza trabalho, é um motor térmico. W = Q₁ − Q₂ = 400 − 200 = 200 J, então a 1ª Lei é atendida. O rendimento é 200/400 = 50%, igual ao de Carnot (1 − 200/400 = 50%).
Análise das alternativas
Refrigerador consome trabalho em vez de realizá-lo, o que exclui A e B. 'Não atende' à 1ª Lei é falso, pois a energia se conserva, o que exclui D. 'Menor que 50%' é falso, pois o rendimento é exatamente 50%, o que exclui C.
Referência: 1ª Lei da Termodinâmica; rendimento e ciclo de Carnot
Resolução comentada do VaiConcursos.