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Questão FC277605

Em um motor a combustão de um carro, exemplo de uma máquina térmica, a f onte f ria é o meio a mbiente, a u ma temperatura de 300 K, e a fonte quente são os gases aquecidos pela ex

Termologia

CEBRASPE (CESPE) · 2024

Em um motor a combustão de um carro, exemplo de uma máquina térmica, a f onte f ria é o meio a mbiente, a u ma temperatura de 300 K, e a fonte quente são os gases aquecidos pela explosão do combustível, na temperatura de 600 K.

 

Com base nessa situação hipotética, é correto afirmar que

  1. se esse motor fosse uma máquina térmica real, o seu rendimento seria superior a 90%.
  2. se fosse uma máquina térmica ideal, o seu rendimento seria próximo de 50%.
  3. o calor fornecido pelos gases quentes é totalmente convertido em trabalho nos pistões do motor.
  4. haverá situações em que o calor fornecido pela fonte quente será inferior ao calor cedido à fonte fria.
  5. quando o carro estiver parado, mas com o motor em funcionamento, todo o calor da fonte quente vai para a fonte fria.
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Gabarito

B

Comentário do professor

A alternativa afirma que, se fosse uma máquina térmica ideal, o seu rendimento seria próximo de 50%. Para uma máquina reversível (Ciclo de Carnot) o rendimento máximo é dado por \( \eta = 1 - \dfrac{T_c}{T_h} \), com temperaturas em Kelvin.

Substituindo \(T_c = 300\ \text{K}\) e \(T_h = 600\ \text{K}\) obtemos \( \eta = 1 - \dfrac{300}{600} = 0{,}5 = 50\%.\)

Isso significa que, idealmente, metade do calor extraído da fonte quente poderia ser convertido em trabalho; a outra metade deve ser rejeitada à fonte fria por limites termodinâmicos.

Na prática, motores reais têm rendimentos inferiores devido a irreversibilidades e perdas, portanto 50% representa o teto teórico.

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