UEM 2010 (Inverno) — questão 38 de Física
Enunciado em texto
Nos dias atuais, o uso de formas de energia alternativas em substituição àquelas derivadas de combustíveis fósseis tem dado lugar a inúmeras discussões. Com relação ao biodiesel e a sua utilização em motores de combustão interna, assinale o que for correto.
(01) Um motor ideal, que opera sempre com reservatórios de calor a uma diferença de temperatura fixa, apresenta o mesmo rendimento quando alimentado com diesel ou biodiesel.
(02) Ao sofrer uma compressão isobárica, no interior dos cilindros de um motor ideal, a temperatura e o volume do biodiesel são alterados.
(04) O biodiesel pode ser produzido pela reação de transesterificação de ácidos graxos, presentes nos óleos e nas gorduras vegetais e animais.
(08) A combustão completa de um mol de moléculas do biodiesel C₁₇H₃₅COOCH₂CH₃ produzirá 20 mols de CO₂ e 20 mols de água.
(16) Um motor ideal, funcionando com biodiesel, pode transformar todo o calor advindo da combustão do combustível injetado em seus pistões em trabalho.
(Enunciado: Vestibular UEM 2010 (Inverno) — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações de termodinâmica (rendimento, transformação isobárica, segunda lei) e de química do biodiesel.
(01) Verdadeira. O rendimento de um motor ideal (de Carnot) depende só das temperaturas dos reservatórios, , e não da substância que fornece o calor. Com os mesmos reservatórios, tanto faz diesel ou biodiesel.
(02) Verdadeira. Na isobárica de um gás ideal, é constante: numa compressão o volume diminui e a temperatura cai na mesma proporção. Os dois variam.
(04) Verdadeira. O biodiesel é uma mistura de ésteres de ácidos graxos, obtida pela transesterificação dos óleos e gorduras (triglicerídeos, que são ésteres de ácidos graxos com glicerol) com um álcool, como metanol ou etanol.
(08) Verdadeira. A fórmula C₁₇H₃₅COOCH₂CH₃ tem 17 + 1 + 2 = 20 carbonos e 35 + 2 + 3 = 40 hidrogênios, ou seja, C₂₀H₄₀O₂:
(16) Falsa. Nenhum motor operando em ciclos, nem o ideal, converte todo o calor recebido em trabalho (segunda lei); parte vai obrigatoriamente para a fonte fria.
Atenção: duas redações são frouxas. Na (01), o rendimento de Carnot depende da razão entre as temperaturas, não só da diferença; a afirmação deve ser lida como “os mesmos reservatórios”, e o que se testa é que o combustível não importa. Na (04), quem reage na transesterificação são os triglicerídeos dos óleos (ésteres dos ácidos graxos); a frase fala em “ácidos graxos presentes nos óleos”, que é o modo comum de se referir a eles.
⚠️ A armadilha: achar que um motor “ideal” tem rendimento 100%. Ideal quer dizer sem perdas evitáveis (atrito, vazamentos); a perda para a fonte fria é obrigatória.
A ideia em uma frase: o rendimento máximo de um motor depende só das temperaturas das fontes e é sempre menor que 100%.
Resposta: soma 15 (01 + 02 + 04 + 08).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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