UEM 2012 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 20 de Física
Enunciado em texto
Sobre o ciclo de Carnot, assinale o que for correto.
(01) No ciclo de Carnot, ocorrem duas transformações adiabáticas e também duas transformações isotérmicas.
(02) As transformações no ciclo de Carnot são reversíveis.
(04) Durante a expansão isotérmica, uma certa quantidade de calor é retirada da fonte quente.
(08) O gás utilizado no ciclo de Carnot atinge seu maior volume ao final da expansão isotérmica.
(16) Quando a fonte fria estiver a 0 ºC, o rendimento da máquina de Carnot será máximo.
(Enunciado: Vestibular UEM 2012 (Inverno), Conhecimentos Específicos — 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 sobre o ciclo de Carnot.
Passo 1 — o ciclo: expansão isotérmica (na temperatura da fonte quente) → expansão adiabática (esfria até a fonte fria) → compressão isotérmica (na fonte fria) → compressão adiabática (volta ao início).
(01) Verdadeira. Duas isotérmicas e duas adiabáticas, alternadas.
(02) Verdadeira. O ciclo de Carnot é idealizado com todas as etapas reversíveis; é isso que lhe dá o rendimento máximo.
(04) Verdadeira. Na expansão isotérmica a energia interna não muda, e o gás recebe calor da fonte quente, que converte em trabalho.
(08) Falsa. Depois da expansão isotérmica ainda vem a expansão adiabática, em que o volume continua aumentando. O volume máximo é atingido no fim da expansão adiabática.
(16) Falsa. O rendimento é , com temperaturas absolutas. A 0 °C, K, que não é zero. O rendimento só seria 100% com a fonte fria a 0 K, o que é inatingível.
⚠️ A armadilha: a (16), usar 0 °C na fórmula do rendimento como se fosse zero. A conta só tem sentido em kelvin.
A ideia em uma frase: Carnot: duas isotérmicas e duas adiabáticas reversíveis, rendimento 1 − T_F/T_Q em kelvin.
Resposta: soma 07 (01 + 02 + 04).
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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