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TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:

Nesta prova, quando necessário, adote os seguintes valores:

Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 .

Constante da gravitação universal: G = 6 x 1011 N m2 / kg2 .

Velocidade do som no ar: v = 340 m/s .

Massa da Terra: M = 6 x 1024 kg.

Constante= 3.

1. (Ufpb 2011) Uma máquina térmica opera usando um gás ideal monoatômico, de acordo com o ciclo representado na figura abaixo.



Sabendo que a temperatura de operação da máquina no ponto B é de 500 K, identifique as afirmativas corretas:

( ) O trabalho realizado pela máquina térmica em um ciclo é de 4 x 105 J.

( ) A eficiência dessa máquina é igual à eficiência de uma máquina operando segundo o ciclo de Carnot.

( ) A menor temperatura atingida durante o ciclo de operação da máquina é de 100 K.

( ) Para uma máquina térmica ideal que trabalhe entre as temperaturas de operação do ciclo representado na figura, a maior eficiência possível é de 0,7.

( ) A variação de energia interna em um ciclo completo é nula.

2. (Ufal 2010) A cada ciclo de funcionamento, o motor de um certo automóvel retira 40 kJ do compartimento da fonte quente, onde se dá a queima do combustível, e realiza 10 kJ de trabalho. Sabendo que parte do calor retirado da fonte quente é dispensado para o ambiente (fonte fria) a uma temperatura de 27 ºC, qual seria a temperatura no compartimento da fonte quente se esse motor operasse segundo o ciclo de Carnot?
Dado: considere que as temperaturas em graus centígrados, TC, e Kelvin, TK, se relacionam através da expressão TC = TK − 273.

a) 127 ºC

b) 177 ºC

c) 227 ºC

d) 277 ºC

e) 377 ºC

3. (Pucmg 2009) A palavra ciclo tem vários significados na linguagem cotidiana. Existem ciclos na economia, na literatura, na história e, em geral, com significados amplos, pois se referem a tendências, épocas, etc. Em termodinâmica, a palavra ciclo tem um significado preciso: é uma série de transformações sucessivas que recolocam o sistema de volta ao seu estado inicial com realização de trabalho positivo ou negativo e a troca de calor com a vizinhança. Assim, por exemplo, os motores automotivos foram bem compreendidos a partir das descrições de seus ciclos termodinâmicos.

Considere o quadro a seguir onde são apresentadas três máquinas térmicas operando em ciclos entre fontes de calor nas temperaturas 300K e 500K. Q e W são, respectivamente, o calor trocado e o trabalho realizado em cada ciclo.



De acordo com a termodinâmica, é possível construir:

a) as máquinas A, B e C.

b) a máquina B apenas.

c) a máquina C apenas.

d) a máquina A apenas.

4. (Uel 2009) A conservação de alimentos pelo frio é uma das técnicas mais utilizadas no dia a dia, podendo ocorrer pelos processos de refrigeração ou de congelamento, conforme o tipo de alimento e o tempo de conservação desejado.

Sobre os refrigeradores, considere as afirmativas.

I - O refrigerador é uma máquina que transfere calor.

II - O funcionamento do refrigerador envolve os ciclos de evaporação e de condensação do gás refrigerante.

III - O gás refrigerante é uma substância com baixo calor latente de vaporização.

IV - O processo de refrigeração realiza trabalho ao retirar calor da fonte fria e transferi-lo para a fonte quente.

Assinale a alternativa CORRETA.

a) Somente as afirmativas I e II são corretas.

b) Somente as afirmativas I e III são corretas.

c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.

d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.

e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.




Gabarito:
Resposta da questão 1:
V F F V V.
(V) O trabalho é, numericamente, igual à área do ciclo: .

(F) Uma máquina operando no ciclo de Carnot dá o maior rendimento possível.

(F) A menor temperatura atingida corresponde ao menor produto PV. Isto ocorre no ponto D.

(V) A eficiência máxima é obtida quando a máquina opera segundo um ciclo d Carnot: Para que a eficiência seja máxima é preciso que a fonte fria tenha a menor temperatura possível e a fonte quente a maior.



(V) A variação de energia interna em um ciclo completo é nula. A temperatura final é igual à inicial.


Resposta da questão 2:
[A]
Dados: T1 = 27 °C = 300 K; Q1 = 40 kJ; W = 10 kJ.

O rendimento () desse motor é:


 = .
Aplicando esse rendimento ao ciclo de Carnot:

 = 1 –   T1 =  T1 = K  T1 = 400 – 273

T1 = 127 °C.
Resposta da questão 3:
[C]

Resolução

O rendimento de máquina térmica ideal é dada por rendimento = 1 – Tfria/Tquente = 1 – 300/500 = 1 – 0,6 = 0,4 = 40%

O rendimento da máquina A é W/Q = = 1 = 100%

Da máquina B = 0,5 = 50%

Da máquina C = 0,375 = 37,5%

Desta forma apenas a máquina C pode ser construída.


Resposta da questão 4:
[D]

Resolução

O refrigerador transfere o calor dos alimentos para o ambiente, o que torna a afirmação I verdadeira.

O gás refrigerante sofre os processos de evaporação e condensação para que sua temperatura varie e desta forma exista a troca de calor. A afirmação II é verdadeira.

O gás refrigerante deve ser eficiente no processo e desta forma retirar grandes quantidades de calor. Isto pressupõe que o calor latente de vaporização é alto.

Pela 1ª lei da Termodinâmica o calor só pode ser transferido de uma fonte mais fria para outra mais quente de forma não espontânea, ou seja, com realização de trabalho.


Resumo das questões selecionadas nesta atividade
Data de elaboração: 10/08/2013 às 12:43

Nome do arquivo: Questões de Sábado 2

Legenda:

Q/Prova = número da questão na prova

Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®

Q/prova Q/DB Grau/Dif. Matéria Fonte Tipo

1 104227 Elevada Física Ufpb/2011 Verdadeiro/Falso



2 93881 Baixa Física Ufal/2010 Múltipla escolha



3 84891 Não definida Física Pucmg/2009 Múltipla escolha



4 84936 Não definida Física Uel/2009 Múltipla escolha





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