Questão 501044 de Física - IDECAN 2025

Questão

ID 501044

Disciplina: Física

Assunto: 2ª Lei da Termodinâmica - Ciclo de Carnot e Máquinas Térmicas

Ano: 2025 Banca: IDECAN - Instituto de Desenvolvimento Educacional, Cultural e Assistencial Nacional Órgão: Secretaria de Estado da Educação da Paraíba

Durante o estudo de processos termoquímicos aplicados à geração de energia, uma equipe de pesquisadores investigou o comportamento de uma máquina térmica ideal operando entre dois reservatórios térmicos. O ciclo foi conduzido entre um reservatório quente a 600 K e outro frio a 300 K. No decorrer de 1 hora de operação contínua, a máquina absorveu 9.103 kJ de calor do reservatório quente. Considerando que o sistema opera de maneira reversível e sem perdas, avalie as implicações desse processo do ponto de vista da espontaneidade e da eficiência da conversão energética.

Alternativa A:
O rendimento máximo possível é de 50%, o que implica que, mesmo sem perdas, parte da energia será devolvida ao meio.
Alternativa B:
O ciclo apresenta rendimento igual a 100%, pois todo o calor absorvido é convertido em trabalho útil.
Alternativa C:
O rendimento é inferior a 30%, pois a transferência de calor entre os reservatórios ocorre com aumento da entropia total.
Alternativa D:
A entropia total do universo permanece constante apenas se o trabalho gerado for dissipado em calor.
Alternativa E:
A impossibilidade de conversão total do calor em trabalho é consequência da limitação imposta pela Primeira Lei da Termodinâmica.

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