QuestLab Plataforma Inteligente de Questões
Entrar Criar conta
Questão pública

Questão de Física

Instituto AOCP - IFCE - Professor - Área: Física Geral E Experimental - 2026 • AOCP • 2026

ID 146499 Física 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas AOCP Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará Professor - Área: Física Geral E Experimental 2026
Considere que você está lecionando Termodinâmica para uma turma de Engenharia e deseja demonstrar formalmente que nenhuma máquina térmica operando entre duas fontes térmicas fixas pode apresentar rendimento superior ao de uma máquina reversível de Carnot.

Considere:

• 𝐓 𝐇 : a temperatura absoluta da fonte quente;
• 𝐓 𝐂 : a temperatura absoluta da fonte fria, com 𝑻 𝑯 > 𝑻 𝑪 ;
• 𝑸 𝑯 : o calor absorvido da fonte quente por uma máquina térmica;
• 𝑸 𝑪 : o calor rejeitado à fonte fria;
• 𝑾: o trabalho realizado pela máquina térmica;
• 𝜼 = Q H ​ W ​ o rendimento da máquina térmica;
• 𝜼𝑪 = 𝟏 − T H ​ T C ​ ​ o rendimento de uma máquina reversível de Carnot operando entre as mesmas temperaturas.

Admita que uma máquina térmica genérica 𝐌 opere entre essas mesmas fontes com rendimento 𝛈 e suponha, por hipótese, que

𝛈 > 𝛈 𝐂

Para demonstrar que essa hipótese conduz a uma contradição com a Segunda Lei da Termodinâmica, pode-se acoplar a máquina 𝑴 a um ciclo reversível de Carnot operando como refrigerador entre os mesmos reservatórios.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente a estrutura lógica da demonstração de que o ciclo de Carnot possui rendimento máximo.
A
Se η > η C , é possível ajustar o acoplamento entre a máquina M e um refrigerador reversível de Carnot de modo que o efeito líquido do conjunto seja a transferência de calor da fonte fria para a fonte quente sem trabalho externo líquido, violando o enunciado de Clausius da Segunda Lei.
B
Se η > η C , a Primeira Lei da Termodinâmica seria violada, pois o trabalho produzido excederia o calor absorvido da fonte quente.
C
A hipótese η > η C implica necessariamente que a entropia do universo permaneça constante, o que contraria a Segunda Lei.
D
O rendimento de Carnot é máximo porque o ciclo possui duas transformações isotérmicas, o que maximiza a área no diagrama pressão versus volume.
E
A suposição η > η C apenas indicaria que a máquina M é irreversível com perdas internas menores, não implicando qualquer violação de princípio termodinâmico.
Quer responder esta questão e acompanhar seu desempenho?

Entre na QuestLab para responder, acessar a AURA, estatísticas, cadernos, anotações e outros recursos da plataforma.

Criar conta para responder Já tenho uma conta
Continue praticando
Ver todas →
2025
Os painéis solares são projetados para absorver a maior quantidade possível de energia da luz solar e convertê-la…AOCP • Física • 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas
2025
Acerca dos ciclos termodinâmicos, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas. I. O cicl…AOCP • Física • 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas
2023
Para máquinas térmicas que operam entre duas reservas de calor a temperaturas constantes, o ciclo de Carnot é o ci…CEBRASPE • Física • 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas
2021
A necessidade de melhorar o rendimento das máquinas térmicas reais exigiu um estudo que resultou na elaboração de…CEBRASPE • Física • 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas
2018
Uma máquina térmica opera em ciclos retirando calor Q 1 = 300 J de uma fonte térmica quente, T 1 = 600 K, e rejeit…CESGRANRIO • Física • 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas