Questões Militares Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física

Nas condições expostas, é correto afirmar que a transformação

Qual é a eficiência de uma máquina de Carnot trabalhando entre os pontos de congelamento (0^oC) e ebulição (100^oC)? 

Uma máquina térmica de Carnot absorve 2000 J de calor da fonte dessa máquina a 227°C e rejeita 1200 J de calor durante cada ciclo. Quais são os valores, respectivamente, da eficiência térmica da máquina ŋ e da quantidade de trabalho W realizado durante cada ciclo? 

Uma máquina de Carnot opera entre 227ºC e 102ºC, absorvendo 55,00 kJ por ciclo na temperatura mais alta. Assim, determine o trabalho por ciclo que a máquina é capaz de realizar e assinale a opção correta. 

Um cilindro, contendo certa massa de gás perfeito, tem um pistão que está ligado a uma mola ideal. Ao fornecer certa quantidade de calor Q, para esse sistema termodinâmico, observa-se uma expansão do gás com a consequente deformação da mola ∆x, conforme indica figura a seguir.

Em outro momento, para as mesmas condições iniciais anteriores, ao se fornecer o dobro da quantidade de calor 2Q, a esse sistema, observa-se que a mola sofre uma deformação duas vezes maior, 2∆x.
Considerando que nas duas expansões o sistema tenha sofrido a mesma variação de energia interna e que não houve atrito entre o pistão e o cilindro, pode-se afirmar que a constante elástica da mola vale

Em relação à Termodinâmica, assinale a opção INCORRETA. 

Uma máquina térmica opera em um ciclo termodinâmico, retirando 1000 J da fonte quente, que se encontra a 600 ºC, e produzindo 400 J de trabalho. Se o rendimento dessa máquina é 70% do rendimento de um ciclo de Carnot nas mesmas condições, a temperatura da fonte fria, em ºC, é

O Ciclo de Carnot, proposto no século XVIII pelo físico e engenheiro Nicolas Leonard Sadi Carnot, consiste em uma sequência de transformações gasosas, na qual uma máquina térmica, operando entre duas fontes térmicas, alcança rendimento máximo se operar em um ciclo totalmente reversível, independentemente da substância utilizada. Considerando o Ciclo de Carnot para um gás ideal, assinale a alternativa correta.

Considere uma máquina térmica que opera um ciclo termodinâmico que realiza trabalho.

A máquina recebe 400 J de uma fonte quente cuja temperatura é de 400 K e rejeita 200 J para uma fonte fria, que se encontra a 200 K. Neste ciclo a máquina térmica realiza um trabalho de 200 J.

• Analisando o ciclo termodinâmico exposto acima conclui-se que a máquina térmica é um ..I.. .

• Essa máquina térmica ..II.. a 1ª Lei da Termodinâmica.

• O rendimento desta máquina é ..III.. a 50%.

A opção que corresponde ao preenchimento correto das lacunas (I), (II) e (III) é:

Uma máquina a vapor opera em ciclos retirando energia térmica de uma caldeira, transformando parte em trabalho mecânico e liberando a energia térmica não aproveitada no ar atmosférico. A cada ciclo, essa máquina recebe da caldeira 2000 J de energia térmica. Se essa máquina operasse segundo o ciclo de Carnot de forma que a expansão isotérmica ocorresse a 227 ºC e a compressão isotérmica a 27 ºC, o trabalho mecânico realizado por ela, em cada ciclo, seria de

Um pistão de massa desprezível ligado a uma mola ideal relaxada, de constante elástica k = 2000 N/m, fecha um cilindro de área de secção transversal S = 0,01 m² que contém 10 L de determinado gás ideal a uma pressão de 1 atm, a uma temperatura de 27 ºC. Quando o sistema é aquecido a 327 ºC, o pistão, empurrado pelo gás, move-se para cima, comprimindo a mola até uma nova posição de equilíbrio.

Desprezando todos os atritos e considerando 1 atm = 10⁵ Pa, o deslocamento vertical h sofrido pelo pistão até atingir a posição final é de, aproximadamente,

Coloque V para verdadeiro ou F para falso e em seguida marque a sequência correta.

( ) Período é o tempo necessário à realização de um ciclo.

( ) Frequência é o número de ciclos por minuto.

( ) A frequência e o período são inversos um do outro.

Uma máquina de Carnot é projetada para operar com 200 W de potência entre fontes de calor de 200 °C e 100 °C. Com base nas características descritas, a quantidade de calor absorvida per essa máquina, a cada segundo, é de aproximadamente

O diagrama P x V ao lado ilustra uma sequência de processos termodinâmicos executada por um gás ideal monoatômico, passando pelos pontos A, B, C e D, caracterizados pelos valores de pressão e volume apresentados no diagrama. Tendo em vista as informações apresentadas no diagrama, considere as seguintes afirmativas:


1. O processo A → B é isométrico. 2. Os pontos C e D estão à mesma temperatura. 3. O trabalho realizado pelo gás no processo B → C é nulo. 4. O processo C → D é isobárico.
Assinale a alternativa correta.

Considere uma máquina térmica X que executa um ciclo termodinâmico com a realização de trabalho. O rendimento dessa máquina é de 40% do rendimento de uma máquina Y que funciona segundo o ciclo de Carnot, operando entre duas fontes de calor com temperaturas de 27 °C e 327 °C. Durante um ciclo, o calor rejeitado pela máquina X para a fonte fria é de 500 J, então o trabalho realizado neste ciclo é de

Considere as seguintes afirmações sobre uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes de calor, uma a 27ºC e a outra a 57ºC.

( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 52% e esse rendimento é máximo, ao menos que a temperatura da fonte fria seja zero.

( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina receba 5000J de calor da fonte quente, rejeitará 1000J para a fonte fria.

( ) O rendimento dessa máquina é de aproximadamente 10% e, caso essa máquina receba 5000J da fonte quente, rejeitará 4500J para a fonte fria.

( ) O rendimento dessa máquina irá aumentar se houver aumento da diferença de temperatura entre as fontes de calor.

Atribuindo-se verdadeiro (V) ou falso (F) para cada uma das afirmações, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.

Uma máquina térmica ideal de Carnot opera entre duas fontes de calor com temperaturas T₁ =190°C e T₂ =60°C. Para que o rendimento dessa máquina térmica dobre, mantendo inalterada a temperatura da sua fonte quente de calor, a nova temperatura da fonte fria de calor da máquina deve ser de:

No livro Teoria do Calor (1871), Maxwell, escreveu referindo-se a um recipiente cheio de ar:

"... iniciando com uma temperatura uniforme, vamos supor que um recipiente é dividido em duas partes por uma divisória na qual existe um pequeno orifício, e que um ser que pode ver as moléculas individualmente abre e fecha esse orifício de tal modo que permite somente a passagem de moléculas rápidas de A para B e somente as lentas de B para A. Assim, sem realização de trabalho, ele aumentará a temperatura de B e diminuirá a temperatura de A em contradição com ... ”.

Assinale a opção que melhor completa o texto de Maxwell.

Considere as afirmações abaixo, relativas a uma máquina térmica que executa um ciclo termodinâmico durante o qual há realização de trabalho.

Afirmação I. Se as temperaturas das fontes forem 27° C e 427° C, a máquina térmica poderá apresentar um rendimento de 40%.

Afirmação II. Se o rendimento da máquina for 40% do rendimento ideal para temperaturas das fontes iguais a 27° C e 327° C e se o calor rejeitado pela máquina for 0,8 kJ, o trabalho realizado será 1,8 kJ.

Afirmação III. Se a temperatura de uma das fontes for 727° C e se a razão entre o calor rejeitado pela máquina e o calor recebido for 0,4, a outra fonte apresentará uma temperatura de -23° C no caso de o rendimento da máquina ser 80% do rendimento ideal.

Está(ão) correta(s) a(s) seguinte(s) afirmação(ões):

O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot operando entre duas fontes com temperaturas T₁ = 187°C e T₂ = 67°C é igual a