Exercícios sobre o rendimento de máquinas térmicas

Exercícios de Física

Esta lista de exercícios aborda o rendimento das máquinas térmicas, que depende de quanto calor é fornecido a elas, bem como da quantidade de calor rejeitado. Publicado por: Rafael Helerbrock
questão 1

Questão 1) Uma máquina térmica opera, recebendo 600 J de calor a cada ciclo, realizando, assim, 400 J de trabalho. Calcule o valor aproximado do rendimento dessa máquina térmica, em porcentagem, e assinale a alternativa correta:

a) 80 % 

b) 50 % 

c) 66 % 

d) 55 % 

e) 95 % 

questão 2

Questão 2) As fontes quente e fria de uma máquina de Carnot operam em temperaturas de 500 K e 300 K, respectivamente. Sabendo disso, determine o rendimento dessa máquina, em porcentagem e assinale a alternativa correta: 

a) 80 % 

b) 40 % 

c) 60 % 

d) 75 % 

e) 55 % 

questão 3

Questão 3) De acordo com as leis da termodinâmica, uma máquina térmica real: 

a) pode atingir rendimentos superiores aos das máquinas de Carnot. 

b) nunca poderá ter um rendimento superior ao rendimento de uma máquina de Carnot. 

c) tem rendimento igual a 100 %. 

d) tem um rendimento que depende exclusivamente das temperaturas das fontes quente e fria. 

e) pode ter rendimentos superiores a 100 %. 

  

questão 4

Questão 4) De acordo com o funcionamento das máquinas térmicas e as leis da termodinâmica, em um ciclo completo de uma máquina térmica: 

a) a variação de temperatura é negativa. 

b) a variação de temperatura é positiva. 

c) a quantidade de calor trocada com as fontes de calor são nulas, pois as transformações sofridas são adiabáticas. 

d) a realização de trabalho é nula, uma vez que, depois de expandir, a substância de trabalho sofre uma contração em seu volume. 

e) a variação de energia interna é nula, pois a máquina volta a operar com a temperatura inicial. 

  

respostas
Questão 1

Gabarito: Letra C

Resolução: 

O rendimento das máquinas térmicas convencionais pode ser calculado por meio do cálculo a seguir: 

Ao final do cálculo, multiplicamos o resultado por 100, para que a resposta seja dada em porcentagem, portanto, a alternativa correta é a letra C.

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Questão 2

Gabarito: Letra B 

Resolução:

Para calcularmos o rendimento de uma máquina de Carnot, utilizamos a fórmula mostrada abaixo, observe: 

De acordo com os cálculos, o rendimento dessa máquina de Carnot é igual a 40%, dessa maneira, a alternativa correta é a letra B. 

  

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Questão 3

Gabarito: Letra B 

Resolução: 

As máquinas térmicas reais não podem, operando nas mesmas condições, apresentar rendimentos superiores ao de uma máquina de Carnot. Além disso, o rendimento da máquina térmica real depende das quantidades de calor trocadas entre as fontes quentes e fria da máquina, portanto, a alternativa correta é a letra B. 

  

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Questão 4

Gabarito: Letra E 

Resolução: 

Qualquer máquina térmica opera em ciclos. Durante um ciclo, a máquina passa por diversos estados de pressão, volume e temperatura, no entanto, no início de um novo ciclo, a temperatura da máquina retorna à sua medida inicial, por isso, a variação da energia interna, que depende da temperatura, é nula

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