Um motor a gasolina absorve 2.500 J de calor e realiza 1.000 J de trabalho mecânico em cada ciclo. A eficiência do motor e quantidade de calor expelida são, respectivamente:
a. 40 \% e 1500 J
b. 60 \% e 1500 J
c. 20 \% e 1500 J
d. 20 \% e 1000 J
e. 40 \% e 1000 J

Passo 1

O enunciado diz que um motor absorve Q_{\text{in}}=2500,J de calor e produz trabalho W=1000,J em cada ciclo. O que precisamos encontrar é a eficiência térmica do motor e a quantidade de calor expelida ao final do ciclo. Para isso, vamos usar a definição de eficiência e a primeira lei da termodinâmica.

Passo 2

A eficiência térmica \eta de um motor é definida como a razão entre o trabalho entregue e o calor absorvido:
\eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}}.
Substituindo os valores:
\eta = \frac{1000}{2500} = 0{,}4 = 40\%.

Passo 3

Pela primeira lei da termodinâmica aplicada ao ciclo, o calor absorvido se divide entre o trabalho e o calor rejeitado Q_{\text{out}}:
Q_{\text{in}} = W + Q_{\text{out}} \quad\Longrightarrow\quad Q_{\text{out}} = Q_{\text{in}} - W.
Logo,
Q_{\text{out}} = 2500 - 1000 = 1500\text{ J}.

Passo 4

Comparando os resultados com as alternativas, vemos que a eficiência é 40\% e o calor expelido é 1500,J, correspondendo à alternativa (a).

Resposta

a. 40\% e 1500 J

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