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

Assinale a alternativa correta.

Um estudante de ciências precisa analisar o comportamento de um microorganismo que vive em meio aquoso, mas que consegue sobreviver apenas em uma faixa de temperatura de 0 ºC a 10 ºC . Para isso ele elaborou uma "câmara fria". Essa câmara consiste em uma caixa de isopor com um sensor de temperatura para monitoramento. Quando a temperatura da água no interior chega a 10 ºC, um resfriador, em contato com a água no interior, é ligado automaticamente por um tempo para diminuir um pouco a temperatura. A caixa é representada pelo esquema abaixo:




Sabe-se que a capacidade térmica da caixa é desprezível e que, para esse intervalo de temperatura, ela permite entrada de calor do ambiente do laboratório, na taxa 2 cal/s. Durante a análise de uma amostra com volume interno de 800 ml de água, em certo momento, quando o sensor interno indicava 6 ºC , o estudante percebeu que o seu resfriador parou de funcionar. O estudante vai, então, adicionar imediatamente certa quantidade de água a 0 ºC para não comprometer o experimento, enquanto conserta o resfriador. Assinale a alternativa que contém a menor quantidade de água que deve ser adicionada à caixa, com o objetivo de manter a temperatura em sua faixa aceitável, sabendo que o estudante demora exatamente uma hora para consertar o resfriador. Considere que a quantidade de água foi adicionada rapidamente, de forma que a taxa da troca de calor durante todo o processo permaneceu constante em 2 cal/s, e que o calor específico da solução aquosa é igual ao da água.

Atualmente, os combustíveis mais utilizados para o abastecimento dos carros de passeio, no Brasil, são o etanol e a gasolina. Essa utilização somente é possível porque os motores desses automóveis funcionam em ciclos termodinâmicos, recebendo combustível e convertendo-o em trabalho útil.

Com base nos conhecimentos sobre ciclos termodinâmicos, assinale a alternativa que apresenta corretamente o diagrama da pressão (P) versus volume (V) de um motor a gasolina.

No mundo dos quadrinhos, muita coisa é permitida. Por exemplo, o Homem-de-gelo é capaz de esfriar objetos e ambientes. Os quadrinhos não dizem, mas é possível supor que o calor retirado dos objetos e do ambiente seja absorvido pelo próprio super-herói. Nesse caso, ele deveria esquentar até, eventualmente, ferver, evaporar ou queimar. O princípio físico que permite tirar essa conclusão é a Lei

Em um trecho do ciclo executado por uma máquina térmica, um gás recebe uma quantidade de calor Q = 120J ao se expandir, e executa um trabalho W = 80 J. Nesse trecho, a energia interna do gás