Um ciclo de Carnot opera entre dois reservatórios térmicos com temperaturas Th = 600 K e Tc = 300 K. Calcule a…

Questão

Um ciclo de Carnot opera entre dois reservatórios térmicos com temperaturas Th = 600 K e Tc = 300 K. Calcule a eficiência térmica máxima ?_C do ciclo usando a relação ?_C = 1 - Tc/Th.

1. A) ?_C = 1 - 300/600 = 0,50 (50%).
2. B) ?_C = 1 - Tc/Th = 1,20 (120%)
3. C) ?_C = 1 - Tc/(2*Th) = 0,75 (75%)
4. D) ?_C = 1 - Tc = 0 (0%)
5. E) ?_C = 1 - Th/Tc = 0,20 (20%)

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. A temperatura da fonte quente é Th = 600 K e a da fonte fria é Tc = 300 K. A eficiência máxima de um ciclo de Carnot depende apenas dessas temperaturas absolutas, na relação eficiência = 1 - Tc/Th. Passo 2: Calcule a razão Tc/Th. Tc/Th = 300/600 = 0,5. Passo 3: Subtraia da unidade. eficiência = 1 - 0,5 = 0,5, ou seja, 50%. Passo 4: Confira o resultado. A eficiência é adimensional, deve ser um número entre 0 e 1, e 0,5 atende a essa condição. Assim, a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B dá 1,20 (120%), o que é impossível, pois nenhuma máquina térmica pode ter eficiência acima de 100%. C usa Tc/(2*Th), dobrando a temperatura quente no denominador, o que não corresponde à fórmula de Carnot. D subtrai a temperatura fria diretamente da unidade, misturando grandezas e obtendo 0%, o que não faz sentido físico. E inverte a razão para Th/Tc, o que corresponde a uma máquina que não existe com esses dados, e o valor 0,20 também não é coerente com a conta indicada.

💡 Dica: Substitua as temperaturas absolutas na fórmula e calcule a razão Tc/Th.

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Raio-X da questão

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