UEM 2015 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Considerando os princípios da termodinâmica e os conceitos de máquinas térmicas, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
(01) Uma pessoa coloca um pêndulo para oscilar e não mais toca o mesmo. Com o passar do tempo a altura máxima do pêndulo vai diminuindo. Consequentemente, a energia interna do sistema aumenta, pois o pêndulo absorve a energia cinética perdida.
(02) Dois corpos possuem temperaturas diferentes. Se colocarmos estes dois corpos em contato, normalmente, de forma espontânea, a energia térmica do mais quente passará ao mais frio até que ocorra o equilíbrio térmico. Porém, existem situações onde o único efeito é trânsito espontâneo da energia térmica de um corpo mais frio para outro mais quente.
(04) No Brasil a maioria dos carros, movidos a álcool ou a gasolina, utilizam motores de combustão interna de quatro tempos, de acordo com o ciclo de Otto. Neste tipo de sistema a energia é fornecida na forma de calor por meio da queima do combustível.
(08) Uma geladeira recebe trabalho (por meio da energia elétrica proveniente da rede elétrica) e o usa de modo a retirar energia sob a forma de calor do seu interior, transferindo-a por condução para o exterior.
(16) O ciclo de Carnot consiste em duas transformações adiabáticas e duas transformações isotérmicas, irreversíveis. Uma máquina térmica construída utilizando esse ciclo apresenta um menor rendimento quando comparado com uma que trabalha utilizando o ciclo de Otto.
(Enunciado: Vestibular UEM 2015 (Verão), 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 as leis da termodinâmica e as máquinas térmicas.
(01) Falsa. A primeira parte está certa: a energia mecânica perdida não some, vira energia térmica. O erro está no “pois”: quem recebe essa energia não é o pêndulo. Ela é dissipada pelo atrito com o ar e no ponto de suspensão, e quase toda se espalha pelo ambiente. O pêndulo não “absorve a energia cinética perdida”; ele a perde para a vizinhança.
(02) Falsa. É o enunciado de Clausius da segunda lei: é impossível um processo cujo único efeito seja passar calor do corpo mais frio para o mais quente. A geladeira faz isso, mas à custa de trabalho externo, ou seja, não é o único efeito.
(04) Verdadeira. O motor a álcool ou gasolina funciona no ciclo de Otto (admissão, compressão, explosão-expansão, exaustão); a energia entra como calor liberado pela queima do combustível dentro do cilindro.
(08) Verdadeira. O refrigerador é uma máquina térmica invertida: com o trabalho do compressor, retira calor do interior (fonte fria) e o despeja no ambiente (fonte quente), pelas grades do condensador atrás do aparelho, que conduzem o calor do fluido refrigerante para fora e o entregam ao ar.
(16) Falsa. O ciclo de Carnot é formado por duas isotérmicas e duas adiabáticas reversíveis, e é o de maior rendimento possível entre duas temperaturas; nenhuma máquina, nem a de Otto, o supera.
⚠️ A armadilha: a (16) inverte as duas características do ciclo de Carnot: ele é reversível e é o mais eficiente. E, na (01), a justificativa é que estraga a frase: a energia dissipada vai para o ar e o suporte, não para dentro do pêndulo.
A ideia em uma frase: calor só vai do frio para o quente com trabalho externo; e Carnot, reversível, é o teto do rendimento.
Resposta: soma 12 (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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