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Questão 66 do ENEM 2011

1º dia · Ciências da Natureza · H21 · Física: Máquinas térmicas e segunda lei da termodinâmica

Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma.

CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a

  1. A
    liberação de calor dentro do motor ser impossível.
  2. B
    realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.
  3. C
    conversão integral de calor em trabalho ser impossível.
  4. D
    transformação de energia térmica em cinética ser impossível.
  5. E
    utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.
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Resolução comentada

O texto trata da segunda lei da termodinâmica, em uma das formulações de Kelvin-Planck: nenhuma máquina térmica consegue converter todo o calor recebido em trabalho. Sempre resta uma parcela de energia que é rejeitada, geralmente como calor, para o ambiente.

Acompanhe o que o texto diz:

  1. O combustível armazena energia química, liberada na combustão. Essa energia é a fonte que permite ao motor funcionar.
  2. O texto afirma que "parte da energia convertida na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho".
  3. Essa parte "vaza" em outra forma, como calor dissipado pelo escapamento e pelo bloco do motor.

Portanto, o vazamento de energia ocorre porque é impossível transformar integralmente calor em trabalho. Isso é o que limita o rendimento de qualquer motor a um valor menor que 100%.

Confira as demais: a combustão libera calor normalmente, e o trabalho é realizado, então o problema não está em liberar calor nem em realizar trabalho. Também não se diz que a conversão de energia térmica em cinética seja impossível: ela ocorre, só que de forma parcial. Nada no texto fala de falta de controle.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana por usar 'impossível' com conversão de energia; o impossível é a conversão integral, não a conversão em si.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA liberação de calor na combustão ocorre normalmente; o texto diz que parte da energia liberada é perdida, não que liberar calor seja impossível.
  • BO texto não trata de controle; a perda decorre de um limite físico, não de o trabalho ser incontrolável.
  • DA transformação de energia térmica em cinética ocorre, apenas não é total; dizer que é impossível contradiz o funcionamento do motor.
  • EA perda de energia não vem de falta de controle no uso da energia do combustível, e sim da impossibilidade de conversão integral.

Assunto: Máquinas térmicas e segunda lei da termodinâmica.

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