Física1ª sérieBNCC EM13CNT101Fácil⏱ medio

Um motor térmico absorve 500 J de calor da fonte quente e rejeita 300 J à fonte fria por ciclo. Qual é o…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um motor térmico absorve 500 J de calor da fonte quente e rejeita 300 J à fonte fria por ciclo. Qual é o trabalho realizado pelo motor em cada ciclo?

A) O motor rejeita 500 J à fonte fria.
B) 200 J
C) O trabalho realizado é de 100 J por ciclo.
D) O motor não realiza trabalho, apenas transfere calor.
E) O motor realiza 300 J de trabalho por ciclo.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados do enunciado. O motor absorve Q1 = 500 J da fonte quente e rejeita Q2 = 300 J para a fonte fria em cada ciclo. Passo 2: Em um motor térmico, ao final de cada ciclo a energia interna do sistema volta ao valor inicial, então toda a diferença entre o calor recebido e o calor rejeitado vira trabalho: W = Q1 - Q2. Passo 3: Calcule W = 500 - 300 = 200 J. Passo 4: Confira com a eficiência: rendimento = W / Q1 = 200 / 500 = 0,40, ou seja, 40%, valor coerente com um motor real. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A afirma que o motor rejeita 500 J, mas o enunciado diz que são 300 J. C dá 100 J, resultado de uma subtração incorreta dos dados. D afirma que não há trabalho, mas o motor térmico existe justamente para converter parte do calor em trabalho. E confunde trabalho com o calor rejeitado, que é 300 J e não o trabalho. O gabarito oficial B está correto.

💡 Dica: Calcule o trabalho subtraindo o calor rejeitado do calor absorvido.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

Acredita que a fonte fria recebe exatamente o mesmo calor que o motor absorveu, ou inverte os dados do enunciado. Não percebe que o calor rejeitado é informado como 300 J.

B Correta

Pelo 1.º princípio da termodinâmica, energia conservada: W = Qh - Qc = 500 J - 300 J = 200 J.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Calcula a diferença entre os valores de forma incorreta, obtendo 100 J. Pode ter subtraído 300 de 400 ou errado na conta de 500 menos 300.

Por que engana: Confundir a quantidade de calor absorvido e rejeitado, somando-os ao invés de subtrair para encontrar o trabalho.

D Erradaerro: Senso comum

Acha que, se o calor apenas passa de uma fonte para outra, nenhum trabalho é realizado. Não reconhece que o motor converte parte do calor absorvido em trabalho mecânico.

E Erradaerro: Conceitual

Assume que o trabalho é igual ao calor rejeitado para a fonte fria, confundindo duas grandezas distintas dentro do ciclo.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

trabalho de motor térmico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

primeira lei da termodinâmica · cálculo de trabalho

📚 Reveja

Revisar a primeira lei da termodinâmica e o funcionamento de motores térmicos.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a quantidade de calor absorvido e rejeitado, somando-os ao invés de subtrair para encontrar o trabalho.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Transformações e Conservações em Sistemas

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog