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

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Ano: 2026 Banca: FGV Órgão: AMAZUL Prova: FGV - 2026 - AMAZUL - Físico |
Q3852307 Física
O segundo princípio da Termodinâmica impõe uma limitação fundamental aos processos de conversão de energia térmica em trabalho. Esse princípio pode ser enunciado da seguinte forma:

“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
Alternativas
Ano: 2025 Banca: FUNCAMP Órgão: UNICAMP Prova: FUNCAMP - 2025 - UNICAMP - Meteorologista |
Q4213529 Física

Considerando as aplicações do Ciclo de Carnot para a Segunda Lei da Termodinâmica, analise as afirmativas a seguir:



I. O ciclo de Carnot é um motor térmico, que pode ser representado por transformações isotérmicas e adiabáticas.


II. É possível realizar trabalho por meio de um motor térmico operando com apenas uma fonte de calor.


III. Uma transformação cujo único resultado final seja transferir calor de um corpo a uma dada temperatura para outro corpo a uma temperatura mais alta é impossível.



Nesse contexto, pode-se afirmar:

Alternativas
Q4196993 Física

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

Alternativas
Q4113338 Física
Acerca dos ciclos termodinâmicos, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.
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.
Alternativas
Q3813880 Física
As figuras abaixo apresentam três ciclos termodinâmicos diferentes representados em um diagrama de Temperatura—Entropia. Cada ciclo possui trajetórias distintas, envolvendo processos isotérmicos, adiabáticos e outros, que representam diferentes configurações de máquinas térmicas. Os rendimentos desses ciclos são definidos como nI, nII e nIII, respectivamente.
Imagem associada para resolução da questão
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? 
Alternativas
Q3793517 Física
Em uma máquina térmica idealizada, o funcionamento depende da troca de energia entre duas fontes térmicas. A condição básica para que essa máquina realize trabalho é:
Alternativas
Q3793511 Física
Em uma usina termelétrica convencional, a geração de eletricidade ocorre através de uma sequência de transformações energéticas. O componente específico da usina responsável por converter a energia térmica (contida no vapor d'água sob alta pressão) em energia mecânica de rotação, antes que esta seja convertida em energia elétrica pelo gerador, é a:
Alternativas
Q3762520 Física
Em uma aula a respeito de máquinas térmicas, a turma analisou uma usina‑piloto que opera próxima ao limite ideal de Carnot entre duas fontes térmicas: uma caldeira e um resfriador. Considere‑se que a máquina trabalha entre Tq = 700 K e Tf = 350 K. Em cada ciclo ela entrega W = 600 J de trabalho e leva t = 0,20s para completar um ciclo. Considere‑se, ainda, a temperatura da fonte quente (Tq) e a temperatura da fonte fria (Tf).
Com base nessa situação hipotética e considerando o conteúdo máquinas térmicas, julgue o item seguinte.

Nesse caso, é correto afirmar que o calor absorvido (Qq) da fonte quente por ciclo é de 800 J.
Alternativas
Q3762519 Física
Em uma aula a respeito de máquinas térmicas, a turma analisou uma usina‑piloto que opera próxima ao limite ideal de Carnot entre duas fontes térmicas: uma caldeira e um resfriador. Considere‑se que a máquina trabalha entre Tq = 700 K e Tf = 350 K. Em cada ciclo ela entrega W = 600 J de trabalho e leva t = 0,20s para completar um ciclo. Considere‑se, ainda, a temperatura da fonte quente (Tq) e a temperatura da fonte fria (Tf).
Com base nessa situação hipotética e considerando o conteúdo máquinas térmicas, julgue o item seguinte.

Nesse caso, é correto afirmar que o rendimento máximo (Carnot) dessa máquina é 50%.
Alternativas
Q3661611 Agrimensura
O SIRGAS, Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas, apresenta várias características relevantes sobre o sistema de referência. Analise as proposições descritas e marque a alternativa INCORRETA.
Alternativas
Q3587536 Física
O diagrama a seguir sintetiza as etapas de funcionamento do motor, os processos envolvidos e a variação das grandezas pressão e volume:


Imagem associada para resolução da questão



Denominado ciclo de Otto, o diagrama permite identificar as várias transformações ocorridas durante um ciclo do motor. Sobre os processos representados, é correto afirmar que _________ é uma transformação do tipo _________.

As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por:

Alternativas
Q3531246 Física
Um motor térmico, com fluido de trabalho dado por um gás ideal monoatômico, percorre um ciclo termodinâmico, constituído por três processos quase estáticos AB, BC e CA, representados no diagrama P×V a seguir.  


A partir das informações fornecidas pela situação hipotética precedente, julgue o próximo item. 

A variação de entropia por mol de fluido de trabalho no processo CA é igual a - 5/2 R ln 3, em que R corresponde à constante universal dos gases. 
Alternativas
Q3531245 Física
Um motor térmico, com fluido de trabalho dado por um gás ideal monoatômico, percorre um ciclo termodinâmico, constituído por três processos quase estáticos AB, BC e CA, representados no diagrama P×V a seguir.  


A partir das informações fornecidas pela situação hipotética precedente, julgue o próximo item. 

A diferença entre o calor fornecido ao motor e o calor perdido por ele em um ciclo é menor que a metade da energia interna do fluido de trabalho no estado termodinâmico, representado pelo ponto A no diagrama P×V. 
Alternativas
Q3504330 Física
Um gás ideal sofre uma transformação cíclica reversível, ABCDA, conhecida como Ciclo de Carnot, conforme apresentado na figura a seguir, em forma de diagrama PxV. 

Q25.png (394×280)
Fonte: FUNCERN, 2025.

O ciclo possui quatro etapas bem definidas apresentadas a seguir.

AB - compressão isotérmica
BC - compressão adiabática
CD - expansão isotérmica
DA - expansão adiabática

De acordo com as informações apresentadas e considerando os princípios norteadores da termodinâmica, é correto afirmar que:
Alternativas
Q3440355 Física
Uma máquina térmica tem por finalidade transformar calor em trabalho, e para isso opera em ciclo, isto é, o processo é repetitivo, de modo que o ciclo se completa no mesmo estado térmico em que teve início.
O ciclo considerado ideal ou de maior rendimento teoricamente possível é o Ciclo de Carnot, representado na Figura num gráfico Pressão versus Volume, sendo Q o calor trocado e T a temperatura.

Imagem associada para resolução da questão

Disponível em https://blog.stoodi.com.br/blog/quimica/ciclo-de-carnot/. Acesso em 06/05/2025. Adaptado.

No trecho AB ocorre uma transformação __________, enquanto no trecho BC ocorre uma transformação__________.

Em sequência, as palavras que completam corretamente essas lacunas são: 
Alternativas
Q3333155 Física
A potência emitida por um corpo através da radiação eletromagnética depende da área A da superfície do corpo, da temperatura T e da constante de Stefan-Boltzmann σ. Considere que a potência irradiada por um metro quadrado da superfície do Sol é de 6,4 × 107 J.s–1.m–2 e que o Sol é uma esfera com raio de 7 × 108 m. Nessas condições, a potência total irradiada na superfície do Sol, em Watts, será da ordem de grandeza de
Adote: π = 3
Alternativas
Q3211125 Física

As máquinas à vapor começaram a ser utilizadas no século XVII e até hoje os princípios de sua utilização continuam atuais. Seu funcionamento se baseia na queima de um combustível em uma fornalha para aquecer a água de uma caldeira. Ao entrar em ebulição a água origina vapor que, em alta pressão é conduzido a um cilindro contendo um pistão, que faz girar uma roda. Após passar pelo cilindro, o vapor é resfriado no condensador e retorna à caldeira para iniciar um novo ciclo. A ilustração a seguir representa o funcionamento de uma máquina térmica a vapor.



Imagem associada para resolução da questão


(https://www.coladaweb.com/fisica/mecanica/maquina-a-vapor/Adaptado)


Nesse ciclo de máquina térmica, transformação de energia e mudança de estado físico são observados, respectivamente,  em

Alternativas
Q3188837 Física
Considere uma máquina térmica ideal operando entre dois reservatórios de temperatura: um reservatório quente a 600 K e um reservatório frio a 300 K. De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, assinale a alternativa CORRETA sobre o funcionamento dessa máquina:
Alternativas
Q3128423 Física
Em um experimento teórico sobre a eficiência de máquinas térmicas, um pesquisador discute os limites impostos pelas Leis da Termodinâmica para a conversão de calor em trabalho. Ele considera hipoteticamente uma máquina térmica que opera entre uma fonte quente a 500 K e uma fonte fria a 300 K. Se a máquina hipotética fosse desenhada para funcionar com eficiência maior que uma máquina de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas, qual das afirmativas melhor descreve as implicações dessa hipótese em relação às Leis da Termodinâmica?
Alternativas
Q3128422 Física
Uma máquina térmica opera com um gás ideal em um ciclo termodinâmico, realizando trabalho ao extrair calor de uma fonte quente e rejeitar parte desse calor para uma fonte fria. Em uma usina, uma máquina térmica realiza um ciclo Rankine ideal, retirando calor de uma caldeira a uma temperatura de 450°C e rejeitando calor em um condensador a uma temperatura de 40°C. Considerando as limitações impostas pela Segunda Lei da Termodinâmica, assinale a alternativa correta sobre o rendimento e o funcionamento dessa máquina térmica.
Alternativas
Respostas
21: D
22: D
23: B
24: B
25: E
26: A
27: C
28: E
29: C
30: D
31: C
32: C
33: E
34: C
35: E
36: A
37: C
38: E
39: D
40: C