PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 6 do ITA 2023

1ª fase · Física

Texto-base das questões 01 a 12 · 1ª fase

Quando necessário, use os seguintes valores para as constantes:

Aceleração local da gravidade g = 10\ \text{m/s}^2. Velocidade da luz no vácuo c = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m/s}.

Aproximações numéricas: \log 2 \approx 0{,}30, \log 3 \approx 0{,}48 e \ln 10 \approx 2{,}3.

Considere uma máquina térmica que opera com um ciclo termodinâmico composto de quatro etapas: (i) expansão isotérmica, à temperatura T_q, saindo do volume inicial V_0 até o volume final V_f; (ii) resfriamento isocórico de T_q até T_f; (iii) compressão isotérmica, à temperatura T_f, de V_f até V_0; e (iv) aquecimento isocórico de T_f até T_q. A máquina é inicialmente preparada para operar com o ar atmosférico como fluido de trabalho. Sobre esse sistema, são feitas as seguintes afirmações:

I. Aumentando-se a razão de expansão, r = V_f/V_i, é possível aumentar o rendimento da máquina mantendo os demais parâmetros fixos.

II. Se o fluido de trabalho fosse substituído por um gás nobre, então o rendimento dessa máquina seria aumentado.

III. Considerando os parâmetros r = 10, T_f = 300\ \text{K} e T_q = 900\ \text{K}, o valor do rendimento da máquina é superior a 50\%.

Sobre as afirmações I, II e III pode-se afirmar que

  1. A
    todas estão corretas.
  2. B
    apenas I está incorreta.
  3. C
    apenas II está incorreta.
  4. D
    apenas III está incorreta.
  5. E
    apenas I e III estão incorretas.
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Resolução comentada Em breve: a resolução passo a passo desta questão.
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Fonte: ITA 2023 · 1ª fase. Prova oficial ↗