Questões de Vestibular de Física - 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas
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A figura representa um tubo em forma de U, contendo um líquido. Os ramos do tubo estão envolvidos por camisas de refrigeração que contêm gelo em fusão a 0°C e a água à temperatura W.
Sabendo-se que as massas específicas dos líquidos mantidos a 0°C e são, respectivamente, x0 iguais a x e , e desprezando-se a dilatação do tubo, com base nos conhecimentos sobre a hidrostática, é correto afirmar que o coeficiente de dilatação real do líquido é determinado pela relação
Com base nesse gráfico, analise as afirmações.
I. Durante a transformação A → B, a energia interna se mantém inalterada. II. A temperatura na transformação C → D é menor do que a temperatura na transformação A→B. III.Na transformação D → A, a variação de energia interna é igual ao calor absorvido pelo gás.
Dessas três afirmações, estão corretas:
INFORMAÇÃO I “Dados do IBGE, entre 1990 e 2006, revelam a redução da produção dos alimentos imposta pela expansão da área plantada de cana-de-açúcar. Verifica-se que ocorreu a redução de 105 hectares de feijão. Essa área reduzida poderia produzir 105 toneladas de feijão, ou seja, 12% da produção nacional.”
Adaptado de Ariovaldo Umbelino de. Agrocombustíveis e produção de alimentos, Folha de S. Paulo, 17 de abr.2008.
INFORMAÇÃO II [...] mantida a expectativa de expansão da demanda mundial de álcool até 2015/17, a previsão de uma área requerida para cana-de-açúcar será de 107 hectares.
CARVALHO, Horácio Martins de. Resistência social contra a expansão das monoculturas. In: CPT NACIONAL. Conflitos no Campo — Brasil 2007. Goiânia: CPT, 2007, p.37.
INFORMAÇÃO III Considerando o rendimento da fotossíntese, da qualidade do solo e outros condicionantes, a produtividade dos canaviais brasileiros pode ir a 102 toneladas de cana, por hectare, por ano. De cada tonelada de cana extraem-se 102 litros de álcool etílico com poder calorífico de 107 cal/L.
Baseado em CARVALHO, Joaquim Francisco de. Fotossíntese e energias renováveis. CBPF, jan.2005, CBPF-CIÊNCIA E SOCIEDADE-001/05.
Construindo-se relações entre as informações dos textos pode-se afirmar que
No século XIX, as máquinas térmicas tornaram-se de grande importância para o desenvolvimento das indústrias de mineração da Inglaterra. Outras indústrias também se beneficiaram da mobilidade da máquina a vapor, pois podiam se instalar em qualquer lugar, não dependendo mais da presença de quedas d’água ou ventos para mover seu maquinário. A importância das máquinas a vapor foi tal que Carnot disse que a Inglaterra poderia prescindir até de sua esquadra naval, mas não de suas máquinas a vapor. Esse físico ressaltou que, apesar de sua grande importância social, econômica e política, muito pouco se sabia sobre o funcionamento destas máquinas. (Adaptado de POLAK, Luiza A. C. Vapor e Movimento. In: Física. Ensino Médio / vários autores. Curitiba: SEED-PR, 2006)
( ) Nenhuma máquina térmica, operando em ciclos, pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
( ) O rendimento de uma máquina térmica, operando segundo o ciclo de Carnot, pode ser de 100%, isto é, converte todo o calor recebido em trabalho.
( ) Um refrigerador funciona como uma máquina térmica, operando em sentido inverso, isto é, retira calor da fonte fria e, através de trabalho realizado sobre ele, rejeita para a fonte quente.
Após a análise feita, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta:
Com base nesse gráfico, podemos afirmar que
I. a energia interna do gás no estado “f” é menor do que no estado “i”.
II. o trabalho realizado pelo gás na transformação é nulo.
III. a variação de energia interna na transformação é nula.
IV. ao sofrer a transformação o gás não troca calor com a vizinhança.
V. o gás recebe calor da vizinhança para realizar essa transformação.
É(são) correta(s)
Uma máquina térmica ideal é aquela que funciona com uma única fonte de energia.
Quando uma máquina térmica ideal executa um ciclo termodinâmico, sua energia interna permanece constante.
Quando um refrigerador ideal realiza um ciclo termodinâmico, a energia, na forma de calor, transferida para o meio exterior é sempre maior que a energia consumida na forma de trabalho, para o refrigerador funcionar.
Quando um motor ideal realiza um ciclo termodinâmico, a energia gasta, na forma de calor, é sempre maior que o trabalho realizado sobre o meio exterior.
Quando um motor ideal realiza um ciclo termodinâmico, alguma quantidade de energia, na forma de calor, tem que ser transferida para o meio exterior.
Sobre o calor, analise as afirmativas.
I - Calor é a energia transferida de um corpo para outro em virtude de uma diferença de temperatura entre eles.
II - O calor se propaga no vácuo por condução.
III - Um pedaço de carne assará mais rapidamente se o espeto for metálico.
IV - As roupas escuras refletem a maior parte da radiação que nelas incide.
V - Uma pessoa sente frio quando perde calor rapidamente para o meio ambiente.
VI - As máquinas térmicas, operando em ciclos, transformam em trabalho todo calor a elas fornecido.
Estão corretas as afirmativas
A transformação termodinâmica b → c , ilustrada no diagrama PV da figura ao lado, constitui um dos processos do ciclo Otto, utilizado em motores de combustão interna de automóveis a gasolina. No diagrama, P representa a pressão na câmara de combustão, e V o volume da câmara.
Esse processo ocorre quando, no instante da queima da mistura argasolina contida na câmara de combustão, fornece-se calor ao sistema, produzindo-se
A partir das informações constantes do gráfico, assinale a afirmativa correta.