Em um esquema de máquina térmica, o motor recebe Q_H = 800 J da fonte quente e realiza trabalho W = 200 J…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um esquema de máquina térmica, o motor recebe Q_H = 800 J da fonte quente e realiza trabalho W = 200 J. Qual é o valor de Q_C, calor rejeitado à fonte fria?
- A) O calor rejeitado à fonte fria é 1000 J.
- B) O calor rejeitado à fonte fria é 600 J.
- C) O calor rejeitado à fonte fria é 800 J.
- D) O calor rejeitado à fonte fria é 4 J.
- E) O calor rejeitado à fonte fria é 200 J.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Q_H = 800 J é o calor retirado da fonte quente e W = 200 J é o trabalho realizado pela máquina. Q_C é o calor rejeitado à fonte fria, que é o que se procura. Passo 2: Aplique a primeira lei da termodinâmica para o ciclo de uma máquina térmica, que diz que a energia recebida da fonte quente se divide entre o trabalho realizado e o calor cedido à fonte fria: Q_H = W + Q_C. Passo 3: Isole Q_C: Q_C = Q_H - W = 800 - 200 = 600 J. Passo 4: Compare com o gabarito oficial. O resultado 600 J corresponde à alternativa B, portanto o gabarito está correto. Por que as outras estão erradas: a alternativa A soma Q_H e W, quando deveria subtrair; a alternativa C repete o valor de Q_H, ignorando o trabalho; a alternativa D divide 800 por 200, o que não tem significado nesta relação; a alternativa E repete o valor do trabalho, confundindo W com calor rejeitado.
💡 Dica: Use a primeira lei da termodinâmica para calcular Q_C.
Alternativa por alternativa
O aluno somou o calor recebido com o trabalho realizado, esquecendo que o trabalho sai do sistema e o calor rejeitado é o que sobra de Q_H.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre calor recebido, trabalho realizado e calor rejeitado, somando os valores incorretamente.
Correta. Pela conservação da energia na máquina térmica, Q_H = W + Q_C. Assim, Q_C = 800 - 200 = 600 J.
O aluno considerou que todo o calor recebido é rejeitado à fonte fria, ignorando que parte dele se converte em trabalho.
O aluno dividiu Q_H por W, tratando a relação entre grandezas como se fosse uma subtração ou um cálculo de Q_C, o que mostra que o método está incorreto.
O aluno tomou o trabalho realizado como se fosse o calor rejeitado à fonte fria, confundindo duas grandezas diferentes do ciclo.
Raio-X da questão
primeira lei da termodinâmica, máquina térmica
avaliacao
primeira lei da termodinâmica · máquinas térmicas
Revisar a primeira lei da termodinâmica e o funcionamento de máquinas térmicas.
O aluno pode confundir a relação entre calor recebido, trabalho realizado e calor rejeitado, somando os valores incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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