Um motor térmico absorve Qh = 1200 J e rejeita Qc = 800 J. Calcule o rendimento do motor e expresse o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um motor térmico absorve Qh = 1200 J e rejeita Qc = 800 J. Calcule o rendimento do motor e expresse o resultado em porcentagem.
- A) η = Qc/(Qh + Qc) = 800/2000 = 0,4, ou 40%.
- B) η = (Qh - Qc)/Qc = 400/800 = 0,5, ou 50%.
- C) η = Qc/Qh = 800/1200 = 0,667, aproximadamente 66,7%.
- D) η = (Qh - Qc)/(Qh + Qc) = 400/2000 = 0,2, ou 20%.
- E) η = (Qh - Qc)/Qh = 400/1200 = 0,333, aproximadamente 33,3%.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Em um ciclo completo, a variação da energia interna é zero, então o trabalho realizado pelo motor é o calor absorvido menos o calor rejeitado: W = Qh - Qc = 1200 - 800 = 400 J.
- O rendimento de um motor térmico é a razão entre o trabalho útil obtido e o calor absorvido da fonte quente: η = W/Qh = 400/1200 = 1/3, aproximadamente 0,333, ou seja, cerca de 33,3%.
- Comparando com o gabarito oficial, a alternativa E está correta e coincide com o resultado obtido.
- A alternativa A está errada porque usa o calor rejeitado no numerador e a soma dos calores no denominador, o que não corresponde à definição de rendimento.
- A alternativa B está errada porque divide o trabalho pelo calor rejeitado, expressão que não define rendimento de motor.
- A alternativa C está errada porque usa o calor rejeitado como se fosse o trabalho útil, quando o calor rejeitado é justamente a parte da energia que não se transforma em trabalho.
- A alternativa D está errada porque, embora calcule corretamente o trabalho (400 J), divide-o pela soma dos calores em vez do calor absorvido Qh.
💡 Dica: Use o rendimento como trabalho útil dividido pelo calor absorvido: η = (Qh − Qc)/Qh.
Alternativa por alternativa
O aluno inverteu a lógica da fórmula, usando o calor rejeitado no numerador e somando os dois calores no denominador, como se o rendimento fosse a fração da energia total que sai pelo escape.
O aluno dividiu o trabalho pelo calor rejeitado, confundindo o rendimento com outra razão entre grandezas do ciclo, possivelmente a de máquinas refrigeradoras.
O aluno tratou o calor rejeitado como se fosse o trabalho útil e dividiu-o pelo calor absorvido, sem calcular a energia efetivamente transformada em trabalho.
Por que engana: Confundir o calor rejeitado com o calor absorvido no denominador ou dividir a diferença entre os calores por uma soma que não representa a energia de entrada.
O aluno calculou corretamente o trabalho de 400 J, mas dividiu-o pela soma Qh + Qc em vez de pelo calor absorvido Qh, aplicando a fórmula de forma errada no denominador.
O trabalho realizado pelo motor é a energia absorvida menos a energia rejeitada: 1200 J − 800 J = 400 J. O rendimento é a razão entre esse trabalho e a energia absorvida: 400/1200 = 0,333, ou cerca de 33,3%.
Raio-X da questão
Rendimento de motor térmico
avaliacao
Calor absorvido e rejeitado · Razão e porcentagem
Revise a definição de rendimento térmico e a relação entre calor absorvido, calor rejeitado e trabalho realizado.
Confundir o calor rejeitado com o calor absorvido no denominador ou dividir a diferença entre os calores por uma soma que não representa a energia de entrada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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