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ID 146499 Física 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas AOCP 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.

ID 163241 Física 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas AOCP 2025

Os painéis solares são projetados para absorver a maior quantidade possível de energia da luz solar e convertê-la em eletricidade. No entanto, parte da energia absorvida aquece o painel, que então emite radiação térmica de acordo com o comportamento de um corpo negro ideal. Considere um painel solar de 2,0 m² com emissividade e = 0,85 operando a uma temperatura de 27 ºC. Sabendo que a constante de Stefan-Boltzmann é σ = 5,6.10 −8 W/m²K⁴, qual é o valor aproximado da potência térmica total irradiada pelo painel para o ambiente?

A 257 W.

B 285 W.

C 526 W.

D 770 W.

E 856 W.

ID 163020 Física 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas AOCP 2025

Acerca dos ciclos termodinâmicos, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.

I. O ciclo de Carnot é aquele que apresenta rendimento de 100%.
II. Em toda transformação gasosa há variação da energia interna.
III. Se um gás realiza uma transformação isobárica, então necessariamente haverá variação de seu volume.
IV. Em transformações isocóricas, não há realização de trabalho.
V. O ciclo de Carnot é composto por duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas.

A Apenas III e V.

B Apenas III, IV e V.

C Apenas I, II e IV.

D Apenas I, IV e V.

E I, II, III, IV e V.

ID 192663 Física 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas CEBRASPE 2023

Texto associado

A respeito da termodinâmica, julgue os próximos itens.

Para máquinas térmicas que operam entre duas reservas de calor a temperaturas constantes, o ciclo de Carnot é o ciclo termodinâmico que tem a maior eficiência possível.

C Certo

E Errado

ID 196063 Física 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas CEBRASPE 2021

A necessidade de melhorar o rendimento das máquinas térmicas reais exigiu um estudo que resultou na elaboração de um ciclo ideal, que não leva em consideração as dificuldades técnicas. Qualquer máquina que operasse com esse ciclo teria rendimento máximo, independentemente da substância utilizada. Essa máquina idealizada operaria em um ciclo completamente reversível, o ciclo de Carnot, como exemplificado na figura a seguir.

GREF. Leituras de Física 4. Internet: (com adaptações).

Na máquina hipotética operando no ciclo de Carnot acima apresentado, constata-se

A que o rendimento é de 100%.

B que o trabalho total é negativo.

C a irrelevância da fonte fria.

D que se trata de um exemplo de moto-perpétuo.

E a presença de processos adiabáticos e isotérmicos.

ID 166180 Física 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas CESGRANRIO 2018

Uma máquina térmica opera em ciclos retirando calor Q 1 = 300 J de uma fonte térmica quente, T 1 = 600 K, e rejeitando Q 2 = 200 J em uma fonte fria T 2 = 300 K, a cada ciclo, em que a diferença entre esses valores corresponde ao trabalho produzido por ciclo.
Dado que as únicas trocas de calor da substância de trabalho da máquina com as fontes externas são essas duas descritas acima, qual é o rendimento térmico da máquina?

A 0

B 1

C 1/2

D 1/3

E 2/3