1. (FUNCERN/IFRN, Edital 05/2014) Considere um automóvel que trafega em Natal na temperatura ambiente de 28^{\circ} \mathrm{C}, cujo motor é uma máquina térmica com rendimento médio de 20 \%. A explosão da gasolina nesse motor libera, por ciclo, 12.000 cal e ocorre a uma temperatura de 167^{\circ} \mathrm{C}. O máximo rendimento teórico conseguido pelo automóvel nas condições especificadas está compreendido entre:
    (a) 25 \% e 30 \%.
    (b) 35 \% e 40 \%.
    (c) 30 \% e 35 \%.
    (d) 40 \% e 50 \%.

Passo 1

O enunciado trata de um motor a combustão que funciona entre a temperatura de explosão da gasolina a 167^\circ\mathrm{C} e a temperatura ambiente de 28^\circ\mathrm{C}. Queremos o rendimento máximo teórico dessa máquina térmica, ou seja, o rendimento de Carnot. Para isso, vamos precisar converter as temperaturas para Kelvin e aplicar a fórmula
\eta_{\mathrm{Carnot}} = 1 - \frac{T_C}{T_H}.

Passo 2

Converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:
T_H = 167 + 273 = 440\\ \mathrm{K},
T_C = 28 + 273 = 301\\ \mathrm{K}.

Passo 3

Aplicar a fórmula do rendimento de Carnot:
\eta_{\mathrm{Carnot}} = 1 - \frac{T_C}{T_H} = 1 - \frac{301}{440} = \frac{440 - 301}{440} = \frac{139}{440} \approx 0,316.
Em porcentagem, isso equivale a cerca de 31{,}6\%.

Passo 4

O valor aproximado de 31{,}6\% está no intervalo entre 30\% e 35\%.

Resposta

(c) 30\% e 35\%

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