ENEM 2024 — questão 130 de Física
Enunciado em texto
O diagrama P-V a seguir representa o ciclo de Otto para um motor de combustão interna, como os motores a gasolina ou a etanol, utilizados nos automóveis. As etapas representadas no diagrama estão descritas no quadro.
I (0 a 1) — Admissão isobárica da mistura ar-combustível no cilindro do motor.
II (1 a 2) — Compressão adiabática da mistura.
III (2 a 3) — Introdução de energia na forma de calor da combustão.
IV (3 a 4) — Expansão adiabática.
V (4 a 1) — Liberação de energia na forma de calor.
VI (1 a 0) — Liberação dos gases resultantes da combustão.
Disponível em: www.mspc.eng.br. Acesso em: 24 fev. 2013 (adaptado).
A transformação da energia térmica em energia útil ocorre na etapa
A II.
B III.
C IV.
D V.
E VI.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual das seis etapas do ciclo de Otto a energia térmica vira energia útil — isto é, trabalho no pistão.
Passo 1 — onde há trabalho num diagrama . Só há trabalho quando o volume muda. E o trabalho é feito pelo gás (útil, sai do motor) quando o gás expande.
Passo 2 — olhe a tabela. As etapas com expansão são a IV (3→4, expansão adiabática) e a VI (1→0, saída dos gases). A II é compressão: aí o motor gasta trabalho, não produz. A III e a V são as trocas de calor.
Passo 3 — escolha entre IV e VI. A etapa VI é só o escapamento empurrando para fora o gás já usado, à pressão baixa: não é dela que sai a potência do motor. A etapa IV é a que acontece logo depois da combustão, com o gás quente e a alta pressão empurrando o pistão — é o famoso "tempo motor". É ali que o calor da queima se converte em trabalho.
Confirmação pelo gráfico: a área destacada em amarelo é o trabalho líquido do ciclo, e ela nasce da diferença entre a curva superior (a expansão 3→4, que produz) e a inferior (a compressão 1→2, que consome). Quem entrega é a de cima.
Resposta: alternativa C (etapa IV).
Resolução em vídeo
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