Uma máquina térmica absorve 400 J de calor de uma fonte quente e realiza 200 J de trabalho. Qual é a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma máquina térmica absorve 400 J de calor de uma fonte quente e realiza 200 J de trabalho. Qual é a eficiência da máquina? A fórmula é eficiência = W/Q_in.
- A) 0,25 ou 25%
- B) 0,50 ou 50%
- C) 0,75 ou 75%
- D) 0,60 ou 60%
- E) 1 ou 100%
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O calor absorvido da fonte quente é Q_in = 400 J e o trabalho realizado pela máquina é W = 200 J.
- Aplique a fórmula dada, eficiência = W/Q_in. Substituindo, eficiência = 200/400.
- Faça a divisão. 200/400 = 0,5. Para expressar em porcentagem, multiplique por 100: 0,5 x 100 = 50%.
- Conclua que a eficiência é 0,50 ou 50%, que corresponde à alternativa B. Confirme com o gabarito oficial, que também é B, portanto não há divergência.
- Por que as outras estão erradas. A (0,25 ou 25%) resultaria de dividir 200 por 800, valor que não aparece no enunciado. C (0,75 ou 75%) exigiria trabalho de 300 J, que não é dado. D (0,60 ou 60%) exigiria trabalho de 240 J, que também não corresponde aos dados. E (1 ou 100%) só ocorreria se todo o calor absorvido fosse convertido em trabalho, o que contraria o princípio de que nenhuma máquina térmica real converte integralmente o calor em trabalho.
💡 Dica: Aplique a fórmula da eficiência diretamente.
Alternativa por alternativa
Provavelmente dividiu o trabalho por 800, somando o calor absorvido duas vezes ou confundindo o valor de Q_in com a soma de grandezas. A fórmula correta usa apenas 400 J no denominador.
Cálculo correto resulta em 50% de eficiência.
Provavelmente obteve 300 J como trabalho, por erro de subtração ou soma (como 400 - 100 ou 200 + 100), e depois dividiu por 400. O enunciado informa 200 J de trabalho, que não deve ser alterado.
Por que engana: Confundir a relação entre trabalho realizado e calor absorvido, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Provavelmente tentou obter 0,60 por outra razão ou cálculo que não é a eficiência, como ajustar o resultado por um fator arbitrário. Não percebeu que a definição pede apenas W dividido por Q_in.
Acredita que uma máquina térmica pode converter todo o calor recebido em trabalho, ou seja, que a eficiência seria total. Essa ideia intuitiva contraria o conhecimento escolar sobre máquinas térmicas reais.
Raio-X da questão
eficiência de máquina térmica
avaliacao
fórmula da eficiência · cálculo de trabalho
Revisar a fórmula da eficiência de máquinas térmicas.
Confundir a relação entre trabalho realizado e calor absorvido, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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