Questões de Concurso
Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física
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Considere:
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.
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.
Se a máquina de Newcomen fosse uma máquina térmica ideal, funcionando em um ciclo de Carnot, seu rendimento seria o máximo possível, ou seja, igual a 100%.
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%.
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%.
(__)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:
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:
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.
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.
“É impossível construir uma máquina térmica que opere em ciclos e tenha como único efeito retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.”
A partir dessa formulação, é correto inferir que
Em indústrias e usinas, o calor residual gerado por processos como combustão, reações químicas ou exaustão representa uma fonte energética normalmente desperdiçada. Tecnologias modernas buscam converter esse calor em eletricidade, elevando a eficiência. Levando isso em consideração, suponha que uma usina utilize o calor residual de determinado processo, correspondente a 1.500 J, proveniente de uma fonte quente a 428 K, para movimentar uma máquina térmica, a qual funciona realizando o ciclo de Carnot. Suponha, ainda, que essa máquina descarte parte do calor recebido em um reservatório frio a 300 K e considere que todo o calor residual recebido seja aproveitado no ciclo ideal, sem perdas adicionais.
O rendimento dessa máquina e o trabalho por ela realizado, em joules, correspondem, respectiva e aproximadamente, a
I. O ciclo de Carnot é aquele que apresenta rendimento de 100%.
II. Em toda transformação gasosa há variação da energia interna.
III. Se um gás realiza uma transformação isobárica, então necessariamente haverá variação de seu volume.
IV. Em transformações isocóricas, não há realização de trabalho.
V. O ciclo de Carnot é composto por duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas.
Com base na análise das trajetórias e nas características de cada ciclo termodinâmico, qual das alternativas abaixo apresenta corretamente a relação comparativa entre esses rendimentos?
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