Questões de concursos sobre "2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas" | Física - página 2

Nas três figuras que representam máquinas térmicas, temos T1 como a temperatura da fonte fria, T2 a temperatura da fonte quente, Q1 e Q2 os módulos das quantidades de calor transferidas entre as fontes e a máquina, e W o módulo do trabalho. 
 
  Sobre esse tema, analise as afirmativas: I. Atualmente, com o avanço tecnológico, é possível desenvolver máquinas em que W = Q2. II. O trabalho da máquina térmica é representado pela equação W = Q2 – Q1. III. O esquema C representa um refrigerador possível e o trabalho absorvido por ele é W = Q2 + Q1. Das afirmações apresentadas estão corretas: 

Uma transformação que demonstra o trabalho realizado por um gás é dada pelo gráfico abaixo. 

 

O ramo da física que pertence essa demonstração é intitulado 

Constantes Físicas
Aceleração da gravidade terrestre: g = 10 m/s²
Constante da Gravitação Universal: G = 6,70 x 10-11 N.m²/kg²
π = 3,0
Densidade do ar: ρ = 1,3 kg/m³
Massa da Terra: MT  = 6,0 x 1024 kg

Usando uma simulação de computador, um grupo de estudantes realizou o seguinte experimento. Primeiro, eles aqueceram um gás contido em um cilindro dotado de um êmbolo móvel, como mostrado na figura.  Em seguida, repetiram o experimento, provocando a mesma elevação de temperatura do gás, mas mantendo seu volume constante. A respeito do experimento, os estudantes formularam as seguintes conclusões: ( ) A variação da energia interna do gás foi a mesma nas duas situações. ( ) O calor fornecido ao gás, na primeira situação, foi igual ao fornecido na segunda. ( ) O trabalho realizado pelo gás foi maior na primeira situação. 
 Analisando as afirmativas acima, marque (V) para verdadeiro ou (F) para Falso. A sequência correta é

Constantes Físicas
Aceleração da gravidade terrestre: g = 10 m/s²
Constante da Gravitação Universal: G = 6,70 x 10-11 N.m²/kg²
π = 3,0
Densidade do ar: ρ = 1,3 kg/m³
Massa da Terra: MT  = 6,0 x 1024 kg

Em 1824, aos 28 anos, o físico e engenheiro francês, Sadi Carnot, publicou um único e importante trabalho no qual demonstrou teoricamente que existe um ciclo especial em que uma máquina térmica obtém o máximo rendimento. Esse ciclo passou a denominar-se ciclo de Carnot. Considere uma máquina dessas com rendimento igual a 20%. Dobrando-se o valor da temperatura da fonte quente, a eficiência da máquina passará a ser igual a

Com relação aos conceitos e às leis da Termodinâmica, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. ( ) Todo processo em que um gás parte de um estado de equilíbrio termodinâmico e a ele retorna é, necessariamente, reversível. ( ) A variação da entropia de um gás que evolui de um estado de equilíbrio termodinâmico para outro, é a mesma, quer o processo tenha sido reversível ou irreversível. ( ) A 2ª Lei da Termodinâmica afirma que a energia do Universo é constante. As afirmativas são, respectivamente,

O engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), cujo trabalho sobre máquinas térmicas viria a ser fundamental para que Rudolf Clausius e Lord Kelvin desenvolvessem a Segunda Lei da Termodinâmica, discutiu em seu trabalho de 1824 “Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu” um ciclo idealizado para máquinas térmicas operando entre duas temperaturas, no qual a eficiência seria a máxima possível. Em sua homenagem, tal ciclo é chamado ciclo de Carnot.
Assinale a opção que melhor representa em um diagrama T – S (temperatura – entropia) o ciclo de Carnot.

O cotidiano é repleto de máquinas térmicas: automóveis com motor de combustão interna, aparelhos de ar condicionado e refrigeradores. A figura abaixo representa o diagrama pV de uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Brayton, esquematicamente análogo a um refrigerador. 
 
Considerando o diagrama pV representado na figura, avalie as afirmativas: 
I A área da região delimitada pela curva da figura é igual ao trabalho realizado sobre o gás para extrair calor F (Q ) de um reservatório frio e rejeitar uma quantidade maior de calor (Q ) Q para o reservatório quente. 
II O gás deve sofrer uma expansão adiabática no processo de 2 para 1 para que sua temperatura fique abaixo da temperatura do reservatório frio. 
III O gás deve sofrer uma compressão adiabática no processo de 4 para 3 para que sua temperatura fique acima da temperatura do reservatório quente. 
Das afirmativas feitas, está(ão) correta(s): 

Para determinada aplicação, é necessária a utilização de um motor térmico com potência útil de 5kW. Para isso, duas alternativas de motor foram propostas, com o motor I, que consome 10.000J/s de taxa de calor e trabalha com T1 = 300K e T2 = 1.200K , ou com o motor II, que consome 8.000J/s de taxa de calor e trabalha com T1 = 300K e T2 = 900K. Denotando por T1, T2 , W e Q, respectivamente, a temperatura da fonte fria, a temperatura da fonte quente, a potência desenvolvida e a taxa de calor fornecida, e considerando que a máxima eficiência teórica que uma máquina térmica pode desenvolver corresponde à do ciclo de Carnot, é correto afirmar que:

A segunda lei da Termodinâmica pode ser encarada como um princípio de degradação da energia, porque

Um motor térmico que apresenta um rendimento de 25% rejeita para fonte fria em cada ciclo 450 cal. Qual é a temperatura da fonte quente e a quantidade de calor recebida por ela em cada ciclo se a temperatura da fonte fria é 300 K e o motor funciona segundo o ciclo de Carnot?