Questões de Concurso Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física

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Q4277820 Física
Um sistema termodinâmico absorve 840 J de calor de uma fonte térmica mantida a temperatura constante de 400 K, durante um processo reversível. A variação da entropia do sistema é:
Alternativas
Q4274799 Física
 Em uma planta petroquímica, técnicos analisam o comportamento de uma máquina térmica experimental que opera em regime permanente sob um ciclo termodinâmico fechado. O relatório técnico indica que o sistema recebe uma carga térmica (Imagem associada para resolução da questãoH) de 400 kW a partir de uma fonte quente mantida a uma temperatura constante de 800 K, rejeita calor (Imagem associada para resolução da questãoC) para um corpo refrigerante a 300 K e produz uma potência líquida de trabalho (Imagem associada para resolução da questão) equivalente a 260 kW. Considerando as leis fundamentais da termodinâmica clássica e os limites de conversão de energia, assinale a alternativa que apresenta a correta avaliação da consistência física desse ciclo.
Alternativas
Q4246890 Física
Ao analisar o funcionamento de uma máquina térmica que opera segundo o ciclo idealizado por Carnot, observa-se que esse ciclo fechado e reversível é formado por:
Alternativas
Q4244515 Física
Três máquinas térmicas recebem diferentes quantidades de energia de uma fonte quente e transformam parte dessa energia em trabalho mecânico útil. Os dados estão apresentados na tabela.


Imagem associada para resolução da questão


Considerando que o rendimento de uma máquina térmica é dado pela razão entre o trabalho útil realizado e a energia recebida, e sendo ɳAɳBɳC os rendimentos das máquinas A, B e C, respectivamente, a relação correta entre esses rendimentos é
Alternativas
Q4091205 Física
Considere que você está lecionando Termodinâmica para uma turma de Engenharia e deseja demonstrar formalmente que nenhuma máquina térmica operando entre duas fontes térmicas fixas pode apresentar rendimento superior ao de uma máquina reversível de Carnot.
Considere:
Imagem associada para resolução da questão
Admita que uma máquina térmica genérica M opere entre essas mesmas fontes com rendimento η e suponha, por hipótese, que
η > ηC
Para demonstrar que essa hipótese conduz a uma contradição com a Segunda Lei da Termodinâmica, pode-se acoplar a máquina M a um ciclo reversível de Carnot operando como refrigerador entre os mesmos reservatórios.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente a estrutura lógica da demonstração de que o ciclo de Carnot possui rendimento máximo. 
Alternativas
Q4084085 Física
        Thomas Newcomen (1664-1729), de Devon, sudoeste da Inglaterra, foi um fabricante e comerciante de ferro que fornecia produtos para minas locais. Ele projetou uma máquina térmica que utilizava um pistão e uma viga móvel em seu funcionamento. O vapor era condensado abaixo do pistão, com água fria injetada dentro do cilindro, criando-se um vácuo parcial. Dessa forma, a pressão atmosférica empurrava o pistão para baixo dentro do cilindro. O cilindro era ligado a uma grande alavanca, e em uma das extremidades desta se pendurava a haste que bombeava a água, conforme ilustrado na figura a seguir. Acredita-se que Newcomen tenha produzido um ou mais motores experimentais antes da instalação do primeiro, em 1712, em uma mina de carvão. Esses motores eram máquinas grandes, com cerca de 10 m de altura, em uma casa de máquinas com a caldeira montada sob o cilindro. O primeiro motor instalado elevou água a 50 m.


Ney Rogério Rezende, História das máquinas térmicas e o desenvolvimento
das leis da termodinâmica. Rio de Janeiro, v. 1, 2021, p. 15.
Internet:<https://educapes.capes.gov.br> (com adaptações).

A partir das informações do texto precedente, e considerando que a densidade da água seja 1.000 kg/m3 , que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 e que a pressão atmosférica ao nível do mar seja 1 atm (105 Pa), julgue o item a seguir.


Caso a máquina descrita no texto funcionasse sob as condições ideais de um ciclo de Carnot, operando entre fontes de calor a 27 °C e 127 °C, sua eficiência energética excederia o patamar de 30%. 

Alternativas
Q4084067 Física

No que se refere a termodinâmica, julgue o item que se segue.


Considere que uma máquina térmica real (irreversível) opere entre duas fontes, cujas temperaturas são iguais a 600 K e 300 K, e que, em cada ciclo, essa máquina retire 1,0 × 104 cal da fonte quente, transferindo 6,0 × 103 cal para a fonte fria. Nessa situação, o rendimento dessa máquina é de 40%.

Alternativas
Q4081264 Física
Um motor térmico, trabalhando em ciclos, forneceu uma potência média de 15 kW, quando recebeu 1400 J de calor em cada ciclo. O ciclo tem duração de 3 centésimos de segundo. O rendimento (eficiência) desse motor foi de, em porcentagem:
Alternativas
Q4081250 Física
Sobre as leis da termodinâmica, assinale a opção correta.
Alternativas
Q4081237 Física
Sobre o ciclo de Carnot, indique a opção INCORRETA.
Alternativas
Ano: 2026 Banca: FURB Órgão: SED-SC Prova: FURB - 2026 - SED-SC - Professor - Física |
Q4078967 Física
Considere as afirmativas relacionadas às Leis da Termodinâmica apresentadas a seguir. Registre V, para verdadeiras, e F, para falsas:
(__)A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece que a variação da energia interna de um sistema depende apenas do calor trocado com o meio.
(__)A Segunda Lei da Termodinâmica afirma que é possível construir uma máquina térmica que converta integralmente calor em trabalho, sem perdas ou efeitos adicionais.
(__)Em um sistema isolado, a entropia não diminui: ela aumenta em processos irreversíveis e permanece constante em transformações reversíveis.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Alternativas
Q4061640 Física

A termodinâmica estuda as transformações de energia e a direção espontânea dos processos físicos, estabelecendo limites fundamentais para a conversão de calor em trabalho. Considerando as leis e processos termodinâmicos, analise as afirmativas a seguir:



I. Em um processo adiabático, não ocorre troca de calor entre o sistema e o meio externo, fazendo com que a variação da energia interna seja igual ao trabalho realizado.


II. A entropia de um sistema isolado pode diminuir espontaneamente durante um processo irreversível, desde que a temperatura interna permaneça constante e abaixo de zero grau.


III. O ciclo de Carnot define o limite máximo de eficiência teórica para qualquer máquina térmica que opere entre duas fontes de calor em temperaturas fixas distintas.



Está correto o que se afirma em: 

Alternativas
Q4042013 Física

Analise as afirmativas abaixo sobre o funcionamento de uma máquina térmica e assinale a alternativa correta.



I. Uma máquina térmica diminui a entropia do universo gerando uma quantidade igual de calor e trabalho.


II. Teoricamente, a eficiência da máquina térmica de Carnot poderia chegar a 100% se a temperatura da fonte fria fosse 0 K.


III. Uma máquina térmica realiza trabalho e gera uma quantidade igual de calor em um processo cíclico.


IV. A eficiência de uma máquina irreversível normalmente é menor que a de uma máquina reversível operando nas mesmas condições.


V. A eficiência da máquina térmica de Carnot depende apenas da temperatura da fonte quente.


Alternativas
Q4026769 Física
Uma usina termoelétrica moderna opera com vapor de água superaquecido a uma temperatura de 500 °C (fonte quente) e é resfriada por um rio cujas águas estão a 20 °C (fonte fria). Em virtude de perdas inerentes ao projeto (atrito, condução de calor e irreversibilidades no ciclo), a eficiência real da usina é de 40%. Considerando os princípios da Termodinâmica e o conceito de entropia, analise a operação dessa usina para cada 1,0 kJ de calor absorvido da fonte quente e assinale a alternativa que descreve corretamente a situação.
Alternativas
Ano: 2026 Banca: SELECON Órgão: EMGEPRON Prova: SELECON - 2026 - EMGEPRON - Físico Médico |
Q3974670 Física
Considerando a relação de Boltzmann S=k lnW , se o número de microestados acessíveis de um sistema isolado aumentar por um fator de e2 , onde e é a base do logaritmo neperiano, a variação de entropia ∆S será igual a:
Alternativas
Ano: 2026 Banca: SELECON Órgão: EMGEPRON Prova: SELECON - 2026 - EMGEPRON - Físico Médico |
Q3974663 Física
Considerando a interpretação estatística da entropia formulada por Boltzmann, a relação S = k In In W indica que a entropia de um macroestado é função crescente do:
Alternativas
Q3954559 Física
Uma máquina térmica opera com 20% de eficiência, realizando 400 J de trabalho por ciclo. A fonte quente está a 500 K e a fria a 300 K. Qual a variação total de entropia  do universo por ciclo?
Alternativas
Q3900126 Física
Onde necessário, considere a aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 ; a relação entre as escalas de temperatura Celsius e Kelvin da seguinte forma: 0 °C = 273 K e a constante universal dos gases ideais R = 8,31 J/mol.K.
Seja uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Carnot. A máquina opera entre duas fontes de temperaturas constantes. A fonte quente está a 333 ºC e a fonte fria está a 30,0 ºC. Para cada ciclo a máquina recebe 800 J de calor da fonte quente. Nestas condições, o rendimento máximo teórico (η), o trabalho líquido realizado por ciclo (W) e o calor expelido para a fonte fria da máquina (QC) são respectivamente: 
Alternativas
Q3896617 Física
Um motor de Carnot opera entre as fontes térmicas de 800 K e 400 K.

Sabendo que a variação de entropia do fluido de trabalho durante o processo de rejeição de calor é –0,5 kJ/K, determine o trabalho líquido do ciclo.
Alternativas
Ano: 2026 Banca: FGV Órgão: AMAZUL Prova: FGV - 2026 - AMAZUL - Engenheiro de Energia |
Q3854033 Física
Sobre a aplicação da Segunda Lei da Termodinâmica, é correto afirmar que 
Alternativas
Respostas
1: C
2: A
3: E
4: D
5: A
6: E
7: C
8: D
9: A
10: E
11: E
12: C
13: E
14: C
15: C
16: C
17: D
18: B
19: C
20: A