Em duas situações distintas, um mesmo motor térmico recebe a mesma quantidade de calor da fonte quente. Na…
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
Em duas situações distintas, um mesmo motor térmico recebe a mesma quantidade de calor da fonte quente. Na situação I, a fonte fria está a uma temperatura menor do que na situação II. Os estudantes observam que o motor da situação I produz mais trabalho por ciclo. a) Explique por que uma fonte fria mais fria pode favorecer maior produção de trabalho. b) Relacione essa observação com o rendimento de uma máquina térmica. c) Justifique por que isso não significa que o rendimento possa atingir 100%.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Se a fonte fria está a temperatura menor, a máquina consegue rejeitar calor com maior facilidade para esse reservatório, o que pode aumentar a diferença de temperaturas entre as fontes. Em geral, quanto maior essa diferença, maior pode ser a parcela do calor convertido em trabalho. Como o rendimento é ? = W/Qq, se o trabalho por ciclo aumenta para a mesma quantidade de calor recebida, o rendimento também aumenta. Mesmo assim, o rendimento não pode chegar a 100%, porque a Segunda Lei da Termodinâmica impede a conversão total do calor recebido em trabalho. Sempre haverá rejeição de parte da energia para a fonte fria.
Explicação
A resposta relaciona diferença de temperaturas, produção de trabalho e limite imposto pela Segunda Lei.
Raio-X da questão
Rendimento depende da diferenca de temperaturas
Relacionar delta T,
Calor, trabalho e energia · Rendimento de maquina termica
Segunda lei da termodinamica
Achar que mais trabalho implica rendimento de 100%
Energia e eficiencia energetica
Raciocinio critico
Termodinamica e maqu
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