Um motor térmico opera por ciclo recebendo Qh = 500 J de uma fonte quente e rejeitando Qc = 300 J à fonte…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um motor térmico opera por ciclo recebendo Qh = 500 J de uma fonte quente e rejeitando Qc = 300 J à fonte fria. Usando as relações W = Qh - Qc e ? = W/Qh (unidades SI), determine o trabalho por ciclo e a eficiência térmica do motor.
- A) W = 200 J; ? = 0,40 (40%).
- B) W = 100 J; ? = 0,20 (20%)
- C) W = 250 J; ? = 0,50 (50%)
- D) W = 400 J; ? = 0,80 (80%)
- E) W = 300 J; ? = 0,60 (60%)
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Qh = 500 J (calor recebido da fonte quente) e Qc = 300 J (calor rejeitado à fonte fria). Passo 2: Calcule o trabalho por ciclo pela relação W = Qh - Qc. Temos W = 500 - 300 = 200 J. Passo 3: Calcule a eficiência térmica pela relação eta = W/Qh. Temos eta = 200/500 = 0,40, ou seja, 40%. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa A traz W = 200 J e eta = 0,40 (40%), que coincide com o resultado obtido. Por isso concluo que A é a correta, o que está de acordo com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas. B: W = 100 J não corresponde a 500 - 300; o valor de eta = 0,20 só seria obtido com esse trabalho incorreto. C: W = 250 J é a metade de Qh, mas a diferença entre Qh e Qc não produz esse valor. D: W = 400 J exigiria Qc = 100 J, valor que não aparece no enunciado. E: W = 300 J é igual ao calor rejeitado Qc, e não ao trabalho, que é a diferença entre os calores.
💡 Dica: Calcule o trabalho e a eficiência usando as fórmulas fornecidas.
Alternativa por alternativa
W = Qh - Qc = 500 J - 300 J = 200 J; ? = W/Qh = 200/500 = 0,40 ? 40%.
Provavelmente errou a subtração Qh - Qc (por exemplo, calculando 500 - 400) e depois manteve a coerência com a eficiência de 100/500.
Por que engana: Confundir a fórmula do trabalho, subtraindo incorretamente os valores de Qh e Qc.
Supôs que o trabalho é a metade do calor recebido, como se o rendimento fosse de 50% por intuição, em vez de subtrair o calor rejeitado de Qh.
Provavelmente leu mal o valor de Qc (usou 100 J em vez de 300 J) ou inverteu os dados ao calcular W = Qh - Qc.
Confundiu o trabalho com o calor rejeitado à fonte fria, tomando W = 300 J diretamente, sem realizar a subtração Qh - Qc.
Raio-X da questão
trabalho e eficiência térmica
avaliacao
cálculo de trabalho · eficiência térmica
Revisar os conceitos de trabalho e eficiência em motores térmicos.
Confundir a fórmula do trabalho, subtraindo incorretamente os valores de Qh e Qc.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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