Questões de Vestibular
Sobre 2ª lei da termodinâmica - ciclo de carnot e máquinas térmicas em física
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TEXTO 7
O mistério dos hippies desaparecidos
Ide ao Mercadão da Travessa do Carmo. Que vereis? O alegre, o pitoresco, o colorido. Admirai a excelente organização: cada artesão em seu quadrado, exibindo belos trabalhos.
Mas... Nada vos chama a atenção?
Não? Neste caso, pergunto-vos: onde estão os hippies da Praça Dom Feliciano? Isso mesmo, aqueles que ficavam na frente da Santa Casa. Onde estão? Não sabeis?
O homem de cinza sabe.
O homem de cinza vinha todos os dias à Praça Dom Feliciano. Ficava muito tempo olhando os hippies, que não lhe davam maior atenção. O homem, ao contrário, parecia muito interessado neles: examinava os objetos expostos, indagava por preços, por detalhes da manufatura. E anotava tudo numa caderneta de capa preta. Um dia perguntou aos hippies onde moravam. Por aí, respondeu um rapaz. Numa comuna? — perguntou o homem. Não, não era em nenhuma comuna; na realidade, estavam ao relento. O homem então disse que eles deveriam morar juntos numa comuna. Ficaria mais fácil, mais prático. O rapaz concordou. Não estava com muita vontade de falar; contudo, acrescentou, depois de uma pausa, que o problema era encontrar o lugar para a comuna.
Não é problema, disse o homem; eu tenho uma chácara lá na Vila Nova, com uma boa casa, gramados, árvores frutíferas. Se vocês quiserem, podem ficar lá. No amor? — perguntou o rapaz.
— No amor, bicho — respondeu o homem, rindo. Só quero que vocês tomem conta da casa. Os hippies confabularam entre si e resolveram aceitar. O homem levou-os — eram doze, entre rapazes e moças — à chácara, numa camioneta Veraneio. Deixou-os lá.
Durante algum tempo não apareceu. Mas, num domingo, deu as caras. Conversou com os jovens sobre a chácara, contou histórias interessantes. Finalmente, pediu para ver o que tinham feito de artesanato. Examinou as peças atentamente e disse:
— Posso dar uma sugestão? Eles concordaram. Como não haveriam de concordar? Mas foi assim que começou. O homem organizou-os em equipes: a equipe dos cintos, a equipe das pulseiras, a equipe das bolsas.
Ensinou-os a trabalhar pelo sistema de linha de montagem; racionalizou cada tarefa, cada atividade.
Disciplinou a vida deles, também. Centralizou todo o consumo de tóxicos. Fornecia drogas mediante vales, resgatados ao fim do mês, conforme a produção. Permitiu que se vestissem como desejavam, mas era rígido na escala de trabalho. Seis dias por semana, folga às quartas — nos domingos tinham de trabalhar. Nestes dias, o homem de cinza admitia visitantes na chácara, mediante o pagamento de ingressos. Um guia especialmente treinado acompanhava-os, explicando todos os detalhes acerca dos hippies, estes seres curiosos.
O homem de cinza já era muito rico, mas agora está multimilionário. É que organizou uma firma, e exporta para os Estados Unidos e para o Mercado Comum Europeu cintos, pulseiras e bolsas.
Parece que, para esses artigos, não há sobretaxa de exportações. Escreveu um livro — Minha Vida Entre os Hippies — que tem se constituído em autêntico êxito de livraria; uma adaptação para a televisão, sob forma de novela, está quase pronta. E quem ouviu a trilha sonora, garante que é um estouro.
Tem apenas um temor, este homem. É que um dos hippies, de uma hora para outra, cortou o cabelo, passou a tomar banho — e usa agora um decente terno cinza. Por enquanto ainda não se manifestou; mas trata-se — o homem de cinza está convencido disto — de um autêntico contestador.
(SCLIAR, Moacyr. Melhores contos. São Paulo: Global, 2003.
p. 130-132.)
Considerando-se a máquina térmica um sistema fechado,
contendo um pistão que pode expandir-se livremente dentro
de uma cavidade, aproveitando somente a energia proveniente
do carvão, a variação do volume do gás na cavidade
para um funcionamento de 5 minutos à potência máxima e
considerando-se a pressão na cavidade igual à pressão máxima na caldeira será de (assinale a resposta correta):Para o exercício, adote os seguintes valores quando necessário:
Nesse ciclo, ocorrem uma expansão adiabática e uma compressão adiabática, respectivamente, entre:
Um dispositivo mecânico usado para medir o equivalente mecânico do calor recebe 250 J de energia mecânica e agita, por meio de pás, 100 g de água que acabam por sofrer elevação de 0,50 °C de sua temperatura.
Adote 1 cal = 4,2 J e cágua = 1,0 cal/g °C.
O rendimento do dispositivo nesse processo de aquecimento é de
físico e engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), em seu trabalho Reflexões sobre a potência motriz do fogo, concluiu que as máquinas térmicas ideais podem atingir um rendimento máximo por meio de uma sequência específica de transformações gasosas que resultam num ciclo – denominado de ciclo de Carnot, conforme ilustra a figura a seguir.
Fonte: <http://www.mspc.eng.br/termo/img01/termod307.gif>. [adaptado]
A partir das informações do ciclo de Carnot sobre uma massa de gás, conforme mostrado no gráfico p x V, analise as alternativas a seguir.
I. Ao iniciar o ciclo (expansão isotérmica 1 ➔ 2), a variação de energia interna do gás é igual a QQ e o trabalho é positivo (W > 0).
II. Na segunda etapa do ciclo (expansão adiabática 2 ➔ 3) não há troca de calor, embora o gás sofra um resfriamento, pois ΔU = - W.
III. Na compressão adiabática 4 ➔ 1, última etapa do ciclo, o trabalho realizado sobre o gás corresponde à variação de energia interna dessa etapa e há um aquecimento, ou seja, ΔU = + W.
IV. O trabalho útil realizado pela máquina térmica no ciclo de Carnot é igual à área A ou, de outro modo, dado por t = QQ - QF.
V. O rendimento da máquina térmica ideal pode atingir até 100 %, pois o calor QF pode ser nulo – oque não contraria a segunda lei da termodinâmica.
As principais partes de um refrigerador doméstico são o congelador, o condensador e o compressor, sendo que essas duas últimas peças estão localizadas na parte externa do aparelho. O funcionamento do refrigerador depende da circulação de um fluido refrigerante impulsionado pelo compressor. Durante o ciclo termodinâmico, o fluido sofre transformações nas variáveis estado, pressão e temperatura, o que determina o resfriamento no interior do aparelho, levando para fora a energia oriunda dos alimentos refrigerados.
Em relação a essas transformações, considere as seguintes afirmativas:
I. No congelador, a pressão do gás diminui, e sua temperatura se eleva com a absorção de energia.
II. No congelador, a pressão do gás aumenta, e sua temperatura diminui com a liberação de energia.
III. No condensador, a pressão do gás é maior do que no congelador, e sua temperatura diminui com a liberação de energia.
IV. No condensador, a pressão do gás diminui, e sua temperatura aumenta.
Estão corretas apenas as afirmativas
Nessa termoelétrica, a queima da biomassa na fornalha produz calor, que aquece a água da caldeira e gera vapor a alta pressão. O vapor, por sua vez, é conduzido por tubulações até a turbina que, sob a ação deste, passa a girar suas pás.
Considere desprezíveis as perdas de calor devido às diferenças de temperatura entre as partes dessa máquina térmica e o ambiente. Nesse contexto, a variação da energia interna da água da caldeira
A caldeira de uma máquina a vapor produz vapor d’água que atinge as pás de uma turbina. A fonte quente fornece a ela 72.000 cal por minuto. O refrigerador dessa máquina é mantido à temperatura de 27ºC e recebe, em cada minuto, cerca de 46.800 cal , que representa a quantidade de calor dissipada, isto é, que não é aproveitada pela máquina.
Considere 1 cal = 4,2 J.
Julgue as afirmativas a seguir:
I. O trabalho realizado pela máquina é 196,56 kJ.
II. O rendimento da máquina é 35%.
III. A potência útil da máquina é de 1764 W.
Assinale a alternativa correta.
Nesse contexto, é correto concluir que a alegação do fabricante é
A figura representa um mol de moléculas de um gás ideal que sofre uma transformação isotérmica reversível A → B.
Nessas condições, a pressão PB, em atm, é igual a
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