Uma máquina térmica recebe 800 J de calor da fonte quente e rejeita 560 J para a fonte fria. Qual é o…
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 recebe 800 J de calor da fonte quente e rejeita 560 J para a fonte fria. Qual é o rendimento da máquina?
- A) 70%, pois o rendimento é dado pela razão entre o calor rejeitado e o calor recebido.
- B) 240%, pois o trabalho útil é 240 J e ele deve ser comparado ao calor rejeitado.
- C) 30%, pois o trabalho útil é 800 J - 560 J = 240 J e, então, ? = 240/800 = 0,30.
- D) 42%, pois o rendimento corresponde à diferença entre o calor recebido e o calor rejeitado, em porcentagem.
- E) 20%, pois o calor perdido para a fonte fria representa a parte não aproveitada pela máquina.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O calor recebido da fonte quente é Q1 = 800 J e o calor rejeitado para a fonte fria é Q2 = 560 J. Passo 2: Calcule o trabalho útil pela primeira lei da termodinâmica aplicada a máquinas cíclicas, que dá W = Q1 - Q2 = 800 - 560 = 240 J. Passo 3: Use a definição de rendimento, que é a razão entre o trabalho útil obtido e o calor recebido da fonte quente: η = W / Q1 = 240 / 800 = 0,30, ou seja, 30%. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a C, e o gabarito oficial está correto. Por que as outras estão erradas: A usa a razão entre o calor rejeitado e o recebido, que dá 70%, e isso é a fração perdida, não o rendimento. B transforma o valor do trabalho em porcentagem sem dividi-lo pelo calor recebido. D calcula a diferença entre os calores e a apresenta como porcentagem, sem a razão com Q1. E trata o calor rejeitado como se fosse a parte aproveitada e chega a um valor que não corresponde a nenhuma razão correta entre as grandezas do enunciado.
💡 Dica: Calcule o rendimento usando a fórmula: rendimento = (trabalho realizado / calor recebido) x 100%.
Alternativa por alternativa
O aluno confundiu o rendimento com a fração de calor perdida: calculou 560/800 = 70%, que é a razão entre o calor rejeitado e o recebido.
Por que engana: Confundir a fórmula do rendimento, utilizando o calor rejeitado em vez do trabalho útil sobre o calor recebido.
O aluno tratou o trabalho útil de 240 J como se fosse uma porcentagem e a comparou ao calor rejeitado, esquecendo que o rendimento é uma razão adimensional entre trabalho e calor recebido.
O rendimento é o trabalho útil dividido pelo calor absorvido da fonte quente: 240/800 = 0,30, ou 30%.
O aluno acreditou que o rendimento é a diferença entre os calores expressa em porcentagem, sem dividi-la pelo calor recebido, o que é uma definição incorreta.
O aluno interpretou que o calor rejeitado representa a parte aproveitada pela máquina e que o rendimento corresponde à parte não aproveitada, invertendo o significado das grandezas e chegando a um valor sem base no cálculo correto.
Raio-X da questão
rendimento de máquina térmica
avaliacao
rendimento de máquina térmica · cálculo de porcentagem
Revisar o conceito de rendimento e a fórmula para máquinas térmicas.
Confundir a fórmula do rendimento, utilizando o calor rejeitado em vez do trabalho útil sobre o calor recebido.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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