(Dificuldade 1) Um motor térmico recebe Qh = 800 J de uma fonte quente e realiza trabalho W = 220 J por ciclo…
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
(Dificuldade 1) Um motor térmico recebe Qh = 800 J de uma fonte quente e realiza trabalho W = 220 J por ciclo. Calcule a eficiência térmica ? do motor, usando ? = W / Qh (unidades: J).
- A) ? = Qh / W = 800 J / 220 J = 3,636
- B) ? = 220 J + 800 J = 1020 J
- C) ? = 220 J / 600 J = 0,367 = 36,7%
- D) ? = W/Qh = 220 J / 800 J = 0,275 = 27,5%.
- E) ? = 800 J - 220 J = 580 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- A eficiência térmica de um motor térmico é a fração da energia recebida da fonte quente que se transforma em trabalho útil: eta = W / Qh. Passo 2: Os dados são Qh = 800 J e W = 220 J. Passo 3: Calculando, eta = 220 / 800 = 0,275. Passo 4: Para expressar em porcentagem, multiplicamos por 100: 0,275 x 100 = 27,5%. Passo 5: Portanto a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Passo 6: A alternativa A está errada porque inverte a razão (Qh / W), o que daria um valor maior que 1, impossível para a eficiência de um motor. Passo 7: A alternativa B está errada porque soma grandezas de forma indevida; eficiência é uma razão adimensional entre energias, não uma soma. Passo 8: A alternativa C está errada porque usa 600 J no denominador, valor que não corresponde a Qh nem a qualquer grandeza do enunciado. Passo 9: A alternativa E está errada porque calcula 800 - 220 = 580 J, que é o calor rejeitado para a fonte fria (Qc), uma energia em joules e não uma eficiência. Passo 10: Conclusão: eta = W / Qh = 27,5%, resultado que confirma o gabarito D.
💡 Dica: Use a fórmula da eficiência térmica para calcular.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte a razão, dividindo a energia recebida pelo trabalho realizado, e não percebe que a eficiência deve ser menor que 1.
Por que engana: Confundir a fórmula da eficiência térmica, utilizando a relação errada entre trabalho e calor recebido.
O aluno acredita que eficiência se obtém somando trabalho e calor recebido, sem compreender que é uma razão entre energias.
O aluno usa um denominador incorreto (600 J), possivelmente por erro de cálculo ao tentar obter o calor rejeitado, em vez de usar Qh = 800 J.
A eficiência térmica é definida por ? = W/Qh. Substituindo W = 220 J e Qh = 800 J obtém-se ? = 220/800 = 0,275 (dimensão adimensional ? 27,5%).
O aluno confunde eficiência com o calor rejeitado para a fonte fria, calculando a diferença 800 - 220 e apresentando o resultado em joules, em vez de uma fração adimensional.
Raio-X da questão
eficiência térmica
avaliacao
eficiência térmica · cálculo de trabalho
Revisar a fórmula da eficiência térmica em motores.
Confundir a fórmula da eficiência térmica, utilizando a relação errada entre trabalho e calor recebido.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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