PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 70 (CFS 1) da EEAR 2025

CFS 1 · Física: Máquinas térmicas e segunda lei da termodinâmica

– As máquinas térmicas transformam a energia interna de um combustível em energia mecânica e quando operam segundo o ciclo de Carnot, são consideradas ideais por possuírem o maior rendimento possível. Uma máquina térmica ideal, operando segundo o ciclo de Carnot, possui um rendimento igual a 40\%, realiza um trabalho \text{W} igual a 8000\text{ J} e possui uma temperatura em sua fonte fria de 300\text{ K}. Assinale a alternativa correta que corresponde, respectivamente, a quantidade de calor recebida e liberada, em joules, e a temperatura, em kelvin, da fonte quente para operar esse ciclo.

  1. A
    10880; 2880; 420
  2. B
    12000; 20000; 600
  3. C
    20000; 12000; 500
  4. D
    100000; 60000; 500
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

No ciclo de Carnot, o rendimento relaciona o trabalho com o calor recebido da fonte quente e também as temperaturas das fontes:

\eta=\frac{W}{Q_q}=1-\frac{T_f}{T_q}

  1. Calor recebido: Q_q=\dfrac{W}{\eta}=\dfrac{8000}{0{,}4}=20000\ \text{J}.

  2. Calor liberado para a fonte fria: o que não vira trabalho é rejeitado, então Q_f=Q_q-W=20000-8000=12000\ \text{J}.

  3. Temperatura da fonte quente: 0{,}4=1-\dfrac{300}{T_q}, logo \dfrac{300}{T_q}=0{,}6 e T_q=\dfrac{300}{0{,}6}=500\ \text{K}.

Conferindo: \dfrac{Q_f}{Q_q}=\dfrac{12000}{20000}=0{,}6=\dfrac{T_f}{T_q}=\dfrac{300}{500}, o que é coerente com Carnot.

Resultados: Q_q=20000\ \text{J}, Q_f=12000\ \text{J} e T_q=500\ \text{K}.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValores sem relação com Q_q=W/\eta; não satisfazem W=Q_q-Q_f com 40% de rendimento.
  • BInverte e erra os calores (liberado maior que recebido, impossível) e a temperatura 600 K não dá 40%.
  • DUsa calores 5 vezes maiores, incompatíveis com W = 8000 J; só a temperatura 500 K está certa.

Assunto: Máquinas térmicas e segunda lei da termodinâmica.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 70 no caderno CFS 1 da EEAR 2025

Fonte: EEAR 2025 · CFS 1. Prova oficial ↗