Questões de Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas para Concurso

A termodinâmica é o ramo da física relacionado ao estudo das transformações da energia térmica em trabalho mecânico, ou seja, lida com as relações entre o calor e outras formas de energia. Na indústria alimentícia, a aplicação da termodinâmica se faz presente, por exemplo, durante diversas etapas do processamento e no desenvolvimento de equipamentos, portanto o conhecimento de muitos conceitos fundamentais são de extrema importância. Sobre alguns conceitos fundamentais da termodinâmica, analise as seguintes proposições:
I. um sistema é dito isolado quando não troca nem energia nem matéria com as suas vizinhanças; II. um sistema é dito aberto quando pode trocar apenas energia com as suas vizinhanças; III. um processo que cede energia na forma de calor é dito exotérmico e os processos que absorvem calor são ditos endotérmicos; IV. um sistema fechado pode trocar energia, mas não matéria, com as suas vizinhanças.
São corretas as afirmações 

Uma fábrica precisa testar o rendimento dos motores produzidos, antes de liberá-los para o comércio. Para verificar o rendimento de um motor com potência total de 500 W, um funcionário o conecta a uma carga de massa 140 kg com o objetivo de erguê-la a uma altura de três metros. Para a realização dessa tarefa, o motor gasta um intervalo de tempo de 10 segundos.
O rendimento de uma máquina é dado pela razão entre a potência útil pela potência total. Sabendo que esse motor só pode ser liberado se o rendimento for no mínimo de 85%, de acordo com a avaliação do funcionário, o motor

Dados: Despreze todas as formas de atrito e use g = 10 m/s2 .

O ciclo de Carnot consiste de uma elaboração fundamental à Termodinâmica que possibilitou identificar o papel da irreversibilidade dos processos térmicos e a natureza do calor. Um inventor alega ter construído uma máquina térmica que, operando em ciclos, entre 27 ^oC (temperatura ambiente) e com uma fonte de calor à temperatura de cerca de 327 ^oC tem rendimento aproximado de 90%.
Sobre o julgamento técnico desta máquina, que respeita a Termodinâmica, assinale a alternativa correta.

      A figura precedente mostra o diagrama P - V, que descreve o ciclo termodinâmico de um motor. A substância de trabalho é um gás ideal simples constituído por moléculas com grau de liberdade g. Os processos AB e CD são processos isotérmicos de expansão e contração respectivamente. O fator de aumento proporcional da pressão 4 e de aumento proporcional do volume 5 são ambos maiores do que 1.

Considerando essas informações, é correto afirmar que o trabalho realizado pelo gás neste ciclo será dado por 

A figura representa, num gráfico p-V, um processo através do qual determinada massa de um gás ideal evolui entre dois estados de equilíbrio termodinâmico A e B.


Durante esse processo, o gás recebeu uma quantidade de calor igual a