Lembre-se:
- Leia atentamente cada questão antes de iniciar a sua resolução.
- Marque apenas uma opção em cada questâo a seguir. Mais de uma opção marcada, significa 0 na questão.
Numa máquina térmica, operando em ciclos, podemos afirmar que:
a) O trabalho realizado pela substância de trabalho é sempre zero;
b) O trabalho realizado pela substância de trabalho,
, é sempre maior do que o calor fornecido a ela,
;
c) O trabalho realizado pela substância de trabalho,
, é sempre menor do que o calor fornecido a ela,
;
d) O módulo do calor perdido pela substância de trabalho,
, é sempre igual ao módulo do calor fornecido,
;
e) A quantidade líquida de calor fornecida à substância de trabalho,
, é sempre zero.
Numa máquina térmica, operando em ciclos, podemos afirmar que:
a) O trabalho realizado pela substância de trabalho é sempre zero;
b) O trabalho realizado pela substância de trabalho,
c) O trabalho realizado pela substância de trabalho,
d) O módulo do calor perdido pela substância de trabalho,
e) A quantidade líquida de calor fornecida à substância de trabalho,
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre máquinas térmicas que operam em ciclos. O conteúdo está relacionado à termodinâmica, mais especificamente ao primeiro princípio da termodinâmica, que trata da conservação de energia. Para resolver, vamos precisar entender como o trabalho realizado e os calores trocados se relacionam em uma máquina térmica.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o primeiro princípio da termodinâmica, que basicamente diz que a energia não é criada nem destruída, apenas transformada. Em uma máquina térmica que funciona em ciclo, toda a energia que entra na forma de calor deve ser igualada pela energia que sai como trabalho e como calor rejeitado.
Matematicamente, isso pode ser representado por:
onde:
- $ Q_q $ é o calor fornecido à máquina,
- $ W $ é o trabalho realizado,
- $ Q_f $ é o calor perdido pela máquina.
Passo 3
Agora, vamos analisar as opções dadas na questão com base nessa equação.
-
Opção a) Diz que o trabalho realizado é sempre zero. Se $ W = 0 $, então $ Q_q = Q_f $. Isso significaria que não há conversão de calor em trabalho, o que não é verdade para uma máquina térmica que realiza trabalho.
-
Opção b) Afirmar que $ W > Q_q $ implicaria que $ Q_f $ seria negativo, o que não faz sentido físico, já que $ Q_f $ representa calor perdido.
-
Opção c) Diz que $ W < Q_q $. Isso é coerente com a equação $ Q_q = W + Q_f $, já que parte do calor $ Q_q $ é usado para realizar trabalho $ W $ e o restante é perdido como $ Q_f $.
-
Opção d) Afirma que $ |Q_f| = |Q_q| $, o que implicaria que $ W = 0 $, o que já vimos que não é verdade.
-
Opção e) Diz que $ |Q_q| - |Q_f| = 0 $, o que significa que $ Q_q = Q_f $, novamente implicando que $ W = 0 $, o que não é correto.
Resposta
A opção correta é a c): O trabalho realizado pela substância de trabalho, $ W $, é sempre menor do que o calor fornecido a ela, $ Q{q} $_.