Questões de Concurso
Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física
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Uma máquina térmica opera, segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes a 300 K e 700 K, respectivamente.
Se, em cada ciclo, ela retira da fonte quente 2,0 . 103 calorias, o trabalho realizado, em joules, em cada ciclo, por essa máquina é de
Dado:
1 cal = 4,2 J
A figura a seguir ilustra um diagrama T–S (temperatura (T) versus entropia (S)) de um motor que obedece a um ciclo de Carnot ideal, tendo como substância de trabalho um gás ideal.
Considerando que o trabalho realizado por esse sistema seja igual a 3.000 J, julgue o próximo item.
O trabalho realizado pelo gás entre os estados A e B
é igual a 1.000(SB - SA) J.
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
O estudo do calor e de suas transformações em energia mecânica é chamado de termodinâmica, que significa “movimento do calor”. A ciência da termodinâmica foi desenvolvida no início do século XIX, antes que a teoria atômica e molecular da matéria fosse compreendida.
P. Hewitt. Física Conceitual. 9.ª edição (com adaptações).
A respeito da termodinâmica, assinale a alternativa correta.
O engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), cujo trabalho sobre máquinas térmicas viria a ser fundamental para que Rudolf Clausius e Lord Kelvin desenvolvessem a Segunda Lei da Termodinâmica, discutiu em seu trabalho de 1824 “Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu” um ciclo idealizado para máquinas térmicas operando entre duas temperaturas, no qual a eficiência seria a máxima possível. Em sua homenagem, tal ciclo é chamado ciclo de Carnot.
Assinale a opção que melhor representa em um diagrama T – S
(temperatura – entropia) o ciclo de Carnot.
Uma máquina térmica opera segundo o Ciclo de Carnot, o qual, simplificadamente, consiste em transferir calor de uma fonte quente para uma fonte fria, sendo que uma parte do calor é convertida em trabalho. Analise as afirmações abaixo:
I. Uma geladeira é uma máquina térmica, na qual o interesse maior é na dissipação de calor.
II. Uma usina nuclear é uma máquina térmica que utiliza a radiação como fonte de calor, para aquecer a água até o estado de vapor, e este move uma turbina.
III. Um motor a vapor é uma máquina térmica que utiliza o calor gerado pela queima de combustível para aquecer a água até o estado de vapor, e este move uma turbina.
Assinale a alternativa correta.
No cotidiano, há a ocorrência de diversos fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, julgue o item a seguir.
Nas máquinas térmicas, quanto menor for a taxa de conversão
do calor recebido em trabalho, maior será o rendimento da
máquina.
No cotidiano, há a ocorrência de diversos fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, julgue o item a seguir.
As máquinas térmicas, ao transformarem energia mecânica em
energia térmica, realizam trabalho a partir de trocas de calor.
No cotidiano, há a ocorrência de diversos fenômenos térmicos, os quais estão associados aos conceitos de calor, temperatura, energia, entre outros. Com relação aos princípios relacionados à termodinâmica e suas aplicações, julgue o item a seguir.
Em um sistema que opera conforme o ciclo de Carnot, a
parcela máxima de energia que pode ser convertida em
trabalho útil depende unicamente da diferença de temperatura
dos reservatórios térmicos a que o sistema esteja ligado.
Nas máquinas térmicas, o estado termodinâmico da substância de trabalho é alterado por dispositivos do ciclo em questão. Com relação à substância de trabalho, julgue o item a seguir.
A temperatura de um fluido de trabalho aumentará ao se transferir energia da vizinhança para o fluido por meio de uma parede móvel do dispositivo.
Nas máquinas térmicas, o estado termodinâmico da substância de trabalho é alterado por dispositivos do ciclo em questão. Com relação à substância de trabalho, julgue o item a seguir.
A transferência de calor para um fluido de trabalho a partir de
sua vizinhança permite aumentar a temperatura do fluido. Para
esse fim, a parede do dispositivo deve ser adiabática.
Nas máquinas térmicas, o estado termodinâmico da substância de trabalho é alterado por dispositivos do ciclo em questão. Com relação à substância de trabalho, julgue o item a seguir.
É possível manter inalterada a temperatura de um fluido de
trabalho por meio de interações simultâneas com a vizinhança
de transferência de energia na forma de calor e trabalho.
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