Alternativa correta: C - 65%

1. Tema central: A questão aborda eficiência térmica de uma máquina de Carnot, um conceito fundamental em Termodinâmica – área essencial para concursos de Mecânica. O conhecimento sobre máquinas térmicas, ciclos de Carnot e cálculo de eficiência é frequentemente cobrado.

2. Resumo teórico: A máquina de Carnot é um modelo teórico de máquina térmica de máxima eficiência, operando entre duas fontes térmicas (quente e fria). A eficiência térmica (η) indica a porcentagem de energia convertida em trabalho útil:

η = 1 - (Q_f / Q_q)

ou, se as temperaturas forem absolutas (Kelvin):

η = 1 - (T_f / T_q)

Fontes: Resnick, Halliday & Krane, Física, Vol. 2; Van Wylen, Termodinâmica.

3. Justificativa da alternativa correta (C):
Pela fórmula fornecida e dados do enunciado:

• Q_q = 600 kJ (calor recebido)
• Q_f = 210 kJ (calor rejeitado)

Eficiência:

η = 1 - (Q_f/Q_q) = 1 - (210/600) = 1 - 0,35 = 0,65 = 65%

Portanto, a alternativa correta é 65%.

4. Análise das alternativas incorretas:

• A - 13%: Muito abaixo do valor real, resultado de erro de cálculo ou confusão conceitual.
• B - 35%: Corresponde à razão Q_f/Q_q, mas não à eficiência (pegadinha comum!).
• D - 80%: Superestima a eficiência possível para os dados fornecidos.
• E - 99%: Impossível para máquinas reais; mesmo Carnot não atinge essa marca com as temperaturas dadas.

5. Dicas de interpretação:
Fique atento se o enunciado pede eficiência ou a razão de calores. Muitos erram escolhendo 35% por confundir o cálculo. Sempre transforme temperaturas em Celsius para Kelvin quando usar a fórmula com temperaturas, e analise se os dados fornecidos são energias (kJ) ou temperaturas.

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Fonte quente : 527 ° C(800 K)  , Q1=600 kJ

Fonte fria : 7 ° C (280 K) , Q2=210 kJ

W = Q1-Q2 = 600 - 210 = 390 kJ

Rendimento = W/Q1 = 390 / 600 = 0,65 ou 65%

Ou resolvendo pelas tenmperaturas: rend = 1-(Tf/Tq) = 1- (280/800) = 0,65 ou 65%