Questões de Concurso Comentadas sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física

A figura precedente mostra um ciclo reversível de 1,0 mol de um gás monoatômico ideal. Supondo que P₀ = 100 kPa e V₀ = 0,02 m³, o valor da eficiência desse ciclo será

O diagrama P × V mostra uma transformação cíclica 1→  2 → 3 → 4 → 1 de certa massa de gás em uma máquina térmica. 

Essa máquina pode ser

Um automóvel tem motor a explosão de quatro tempos (admissão, compressão, explosão, expulsão), conforme ilustrado na figura a seguir. Sobre este tema analise as afirmações abaixo:

I. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot depende do combustível utilizado.

II. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot será maior quando o quociente entre a temperatura da fonte fria e da fonte quente em Kelvin for menor.

III. O motor a explosão é capaz de transformar toda a energia produzida na combustão em trabalho útil.

IV. Considere um motor a explosão cujo ciclo a quatro tempos pode ser assim idealizado: O ciclo inicia em A e a mistura ar-combustível (admissão) é comprimida adiabaticamente até o ponto B (compressão). Em seguida, a mistura é aquecida isobaricamente até o ponto C e expandida adiabaticamente até o ponto D (explosão). Os gases gerados são então resfriados isocoricamente até A (expulsão). O digrama p x v (pressão x volume) que representa este ciclo é

Está correto o que se afirma em

Um sistema termodinâmico pode passar do estado A ao estado B através de dois processos I e II mostrados no diagrama PV a seguir.

Se ΔU_I , ΔU_II são as variações de energia interna e ΔW_I , ΔW_II são os trabalhos realizados pelo sistema nos processos I e II, respectivamente,

    Uma máquina de Carnot opera entre as temperaturas T_Q = 900 K e T_F = 400 K, sendo T_Q a temperatura da fonte quente e T_F a temperatura da fonte fria. A máquina realiza 800 J de trabalho em cada ciclo.
Com base nesse caso hipotético, assinale a alternativa que apresenta a energia liberada em forma de calor, em Joule, para a fonte fria a cada ciclo.

Uma transformação que demonstra o trabalho realizado por um gás é dada pelo gráfico abaixo.

O ramo da física que pertence essa demonstração é intitulado

Uma maquina térmica executa um ciclo termodinâmico, operando entre um reservatário quente a uma temperatura T_H = 100^oC e um reservatário frio a uma temperatura T_C = 20^oC A maquina térmica retira num ciclo Q_H = 8000 Joules de calor do reservatário quente, realiza um trabalho W e libera uma quantidade de calor Q_c para o reservatório frio, conforme a figura abaixo. Supondo que a maquina térmica tenha um rendimento igual a uma maquina de Carnot, o trabalho realizado pela maquina num ciclo sera igual a:

Nas três figuras que representam máquinas térmicas, temos T1 como a temperatura da fonte fria, T2 a temperatura da fonte quente, Q1 e Q2 os módulos das quantidades de calor transferidas entre as fontes e a máquina, e W o módulo do trabalho.

Sobre esse tema, analise as afirmativas: I. Atualmente, com o avanço tecnológico, é possível desenvolver máquinas em que W = Q2. II. O trabalho da máquina térmica é representado pela equação W = Q2 – Q1. III. O esquema C representa um refrigerador possível e o trabalho absorvido por ele é W = Q2 + Q1. Das afirmações apresentadas estão corretas:

Usando uma simulação de computador, um grupo de estudantes realizou o seguinte experimento. Primeiro, eles aqueceram um gás contido em um cilindro dotado de um êmbolo móvel, como mostrado na figura.
Em seguida, repetiram o experimento, provocando a mesma elevação de temperatura do gás, mas mantendo seu volume constante. A respeito do experimento, os estudantes formularam as seguintes conclusões: ( ) A variação da energia interna do gás foi a mesma nas duas situações. ( ) O calor fornecido ao gás, na primeira situação, foi igual ao fornecido na segunda. ( ) O trabalho realizado pelo gás foi maior na primeira situação.
Analisando as afirmativas acima, marque (V) para verdadeiro ou (F) para Falso. A sequência correta é