Um engenheiro projeta uma máquina térmica que deve operar com um calor recebido de 5000 J e realizar um…
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
Um engenheiro projeta uma máquina térmica que deve operar com um calor recebido de 5000 J e realizar um trabalho de 2000 J. Qual é a eficiência dessa máquina?
- A) 20%
- B) 30%
- C) 40%
- D) 50%
- E) 60%
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O calor recebido pela máquina (Q) é 5000 J e o trabalho realizado (W) é 2000 J. Passo 2: Lembre que o rendimento de uma máquina térmica é a fração do calor recebido que é convertida em trabalho: eficiência = W / Q. Passo 3: Calcule eficiência = 2000 / 5000 = 0,4. Passo 4: Transforme em porcentagem multiplicando por 100: 0,4 x 100 = 40%. Passo 5: Portanto a alternativa correta é a C (40%), que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a A (20%) não corresponde à razão entre 2000 e 5000; a B (30%) não é o resultado de nenhuma razão direta entre os dados; a D (50%) exigiria trabalho de 2500 J; a E (60%) corresponderia ao calor não aproveitado (5000 - 2000 = 3000 J), e não ao rendimento.
💡 Dica: Calcule a eficiência usando a fórmula: eficiência = trabalho realizado / calor recebido.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu o trabalho pelo dobro do calor ou calculou uma razão que não corresponde à definição de eficiência, obtendo 1000/5000, que não tem relação com os dados.
O aluno pode ter usado o trabalho dividido pela soma do calor recebido com o trabalho (2000 / 7000, cerca de 28,6%) e arredondado para 30%, confundindo o denominador correto.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre trabalho realizado e calor recebido, calculando a eficiência de forma incorreta.
Cálculo correto: 40% é a eficiência da máquina.
O aluno provavelmente supôs, por intuição, que metade da energia recebida é aproveitada, ou usou 2500 J como trabalho, sem fazer o cálculo com os dados do enunciado.
O aluno calculou a energia não convertida em trabalho (5000 - 2000 = 3000 J) e dividiu por 5000, obtendo 60%. Isso mede a fração perdida, e não o rendimento da máquina.
Raio-X da questão
eficiência de máquina térmica
avaliacao
cálculo de eficiência · conservação de energia
Revisar a fórmula de eficiência de máquinas térmicas.
O aluno pode confundir a relação entre trabalho realizado e calor recebido, calculando a eficiência de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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