Um motor térmico, operando segundo o ciclo de Carnot, recebe calor à temperat...

Vamos analisar essa questão sobre motores térmicos! O ciclo de Carnot é o ciclo idealizado de máxima eficiência em motores térmicos, operando entre duas temperaturas: uma quente (Tq) e uma fria (Tf). A eficiência de um motor de Carnot é dada pela fórmula: ef = 1 - (Tf/Tq), com as temperaturas em Kelvin.

Pelos dados, temos Tq = 600 K e Tf = 200 K. Vamos calcular a eficiência: ef = 1 - (200/600) = 1 - 0,333... = 0,666... ou 2/3.

A eficiência também representa a fração do calor recebido que vira trabalho: ef = W / Qq, onde W é o trabalho realizado e Qq o calor recebido da fonte quente (1800 J).

Isolando o W na fórmula: W = ef * Qq = (2/3) * 1800 = 1200 J. Portanto, o trabalho realizado pelo motor é de 1200 J.

Assim, a alternativa correta é a letra e).

Vamos discutir um pouco sobre motores térmicos e o ciclo de Carnot. Quando falamos desse ciclo, estamos nos referindo a um motor ideal, que opera entre duas fontes de temperatura: uma quente, da qual recebe calor, e uma fria, para a qual rejeita calor. O rendimento (η) do ciclo de Carnot é dado por uma fórmula baseada nas temperaturas absolutas (em Kelvin): η = 1 - Tf/Tq, onde Tf é a temperatura da fonte fria e Tq, da fonte quente.

No enunciado, temos a fonte quente a 600 K e a fria a 200 K, e o calor recebido pela fonte quente (Qq) é de 1800 J. Primeiro, calculamos o rendimento:

η = 1 - (200/600) = 1 - (1/3) = 2/3

Esse rendimento significa que 2/3 da energia recebida como calor vira trabalho. Então, o trabalho realizado pelo motor é:

W = η × Qq = (2/3) × 1800 J = 1200 J

Portanto, a resposta correta é a alternativa e.