(URCA/2025.1) Suponha que um inventor afirme ter construído uma máquina térmica (cíclica) operando entre as temperaturas de 0° celsius e 273° celsius e com rendimento de 80%.

Podemos afirmar que:

No equipamento mencionado no texto, a transformação de energia ocorrida que mais contribui para a produtividade agrícola é de energia

Sadi Carnot, considerado o pai da termodinâmica, foi um físico francês do século XIX que desenvolveu conceitos fundamentais para o estudo da eficiência das máquinas térmicas. Em sua obra “Reflexões sobre a Potência Motriz do Fogo”, Carnot explorou o ciclo de operações de uma máquina térmica ideal, hoje conhecido como Ciclo de Carnot. Sua contribuição ajudou a formular a Segunda Lei da Termodinâmica, que estabelece limites fundamentais para o rendimento de qualquer máquina.

Com base nos conceitos de Carnot e nas leis da termodinâmica, assinale a alternativa CORRETA.

Embora se possa melhorar o rendimento de um motor a gasolina utilizando aditivos, regulando-o ou utilizando, na sua produção, materiais mais resistentes, os motores a gasolina terão rendimento sempre inferior aos motores do carro elétrico. Em relação ao funcionamento e ao rendimento de um motor a gasolina, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir.

( ) Os motores de automóveis (a gasolina ou a álcool), ônibus e caminhões são exemplos de máquinas térmicas. São sistemas semelhantes que envolvem combustíveis diferentes.
( ) Os motores a gasolina sempre terão rendimento inferior aos elétricos, pois o aquecimento e o resfriamento são necessários para o próprio funcionamento do motor.
( ) Um motor a gasolina realiza um processo cujo único efeito é transferir calor de um corpo mais frio para um corpo mais quente.
( ) As perdas energéticas dos motores a gasolina são provocadas, exclusivamente, pelo atrito interno entre suas peças e pelo aquecimento dos fios, devido à corrente elétrica.
( ) É impossível construir uma máquina térmica que, operando em ciclos periódicos, transforme toda a energia interna em trabalho.

Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta.

Máquina térmica é um dispositivo que extrai energia de uma fonte quente na forma de calor e realiza trabalho útil. Impulsionado pela revolução industrial, iniciada em 1760, no desenvolvimento das máquinas a vapor ficou evidente que não existe máquina térmica perfeita, ou seja, aquela na qual toda a energia transferida da fonte quente na forma de calor seja transformada totalmente em trabalho realizado pela máquina. No entanto, mesmo antes que a primeira lei da termodinâmica e o conceito de entropia fossem descobertos, o francês Nicolas Léonard Sadi Carnot publicou, em 1824, o trabalho “Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance” (Reflexões sobre a potência motriz do fogo e máquinas próprias para aumentar essa potência), onde desenvolveu o conceito de uma máquina térmica ideal, hoje conhecida como máquina de Carnot, que utiliza o calor com maior eficiência para realizar trabalho útil. Atualmente, os melhores motores de combustão interna do mercado possuem eficiência de, no máximo, 40%.

Considerando esses motores como uma máquina térmica ideal de Carnot operando com uma eficiência de 40%, cuja fonte fria está à temperatura de 27°C, podemos afirmar que a diferença de temperatura entre a fonte quente e a fonte fria é aproximadamente igual a:

O motor Stirling é uma máquina térmica de combustão externa, cujo princípio de funcionamento pode ser descrito pelo ciclo de Stirling mostrado na figura ao lado. O ciclo é composto de quatro processos reversíveis, a saber: uma compressão isotérmica do estado 1 ao 2, um aquecimento isocórico de 2 a 3, uma expansão isotérmica do estado 3 ao 4 e um resfriamento isocórico de 4 a 1. Na transformação 1 → 2, a temperatura da fonte fria é T_f = 27 ºC, e o gás é comprimido por um fator r = V₁/V₂ = 10. Na transformação 3 → 4, a temperatura da fonte quente é T_q = 927 ^oC.

Considere que a máquina opera com 1 mol de um gás ideal. Sabendo que a pressão no estado 1 é P₁ = 1 atm, assinale a alternativa que apresenta o valor correto da máxima pressão, P₃, em atm.