Um motor térmico absorve Qin = 1200 J e rejeita Qout = 800 J. Qual é sua eficiência ? em percentagem? Use ? =…
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 motor térmico absorve Qin = 1200 J e rejeita Qout = 800 J. Qual é sua eficiência ? em percentagem? Use ? = (Qin - Qout)/Qin.
- A) ? = Qin + Qout = 1200 + 800 = 2000 J
- B) ? = (1200-800)/1200 = 400/1200 = 0,333... ˜ 33,3%
- C) ? = (Qout - Qin)/Qout = (800-1200)/800 = -0,5 = -50%
- D) ? = Qin/Qout = 1200/800 = 1,5 = 150%
- E) ? = Qout/Qin = 800/1200 = 0,666... = 66,6%
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O motor absorve Qin = 1200 J e rejeita Qout = 800 J. O símbolo '?' no enunciado corresponde à eficiência (eta), e a fórmula dada é eficiência = (Qin - Qout)/Qin.
- Calcule o trabalho útil. Qin - Qout = 1200 - 800 = 400 J. Esse valor é o trabalho realizado pelo motor, segundo a conservação de energia (o que entra e não sai como calor vira trabalho).
- Divida pelo calor absorvido. Eficiência = 400/1200 = 1/3 = 0,333..., ou seja, cerca de 33,3%.
- Conclua. A alternativa correta é a B, que apresenta exatamente esse cálculo e o resultado de 33,3%. O gabarito oficial está correto.
- Por que as outras estão erradas. A soma Qin + Qout não tem significado físico para a eficiência e ainda resultaria em unidade de energia, não em porcentagem. A razão (Qout - Qin)/Qout inverte a ordem da subtração e o denominador, dando um valor negativo impossível para eficiência. A razão Qin/Qout é o inverso da grandeza pedida e ultrapassa 100%, o que é impossível para um motor. A razão Qout/Qin dá a fração de calor rejeitado, que é o complemento da eficiência (66,6% = 100% - 33,3%), e não a eficiência.
💡 Dica: Aplique a fórmula da eficiência do motor térmico.
Alternativa por alternativa
O aluno somou Qin e Qout em vez de subtraí-los, achando que a eficiência depende do total de calor envolvido. Também não percebeu que o resultado tem unidade de energia, não é adimensional.
Por que engana: Confundir a fórmula da eficiência, utilizando a soma de Qin e Qout em vez da diferença entre eles.
Eficiência ? = (Qin - Qout)/Qin = 400/1200 = 1/3 ˜ 0,333 ? 33,3%.
O aluno inverteu a fórmula, colocando Qout no lugar de Qin no numerador e no denominador, e obteve um valor negativo sem perceber que eficiência não pode ser negativa.
O aluno calculou a razão entre o calor absorvido e o rejeitado, que é o inverso da eficiência, e não percebeu que um valor acima de 100% é fisicamente impossível.
O aluno tomou o calor rejeitado como se fosse a energia útil, calculando a fração Qout/Qin. Essa fração é o complemento da eficiência, não a própria eficiência.
Raio-X da questão
eficiência de motor térmico
avaliacao
cálculo de eficiência · termodinâmica básica
Revisar a fórmula da eficiência em motores térmicos.
Confundir a fórmula da eficiência, utilizando a soma de Qin e Qout em vez da diferença entre eles.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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