Questões de Concursos Termodinâmica

Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras "calor" e "temperatura" de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como "algo quente" e temperatura mede a "quantidade de calor de um corpo". Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.

Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

(ENEM 2009) É possı́vel, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20oC a 55oC. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água. Considerando que o calor especı́fico da água é igual a 4,19J.g−1.oC−1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?

(ENEM 2017 PPL) As especificações de um chuveiro elétrico são: potência de 4000 W, consumo máximo mensal de 21,6 kWh e vazão máxima de 3L/min. Em um mês, durante os banhos, esse chuveiro foi usado com vazão máxima, consumindo o valor máximo de energia especificado. O calor específico da água é de 4200 J/(kg ºC) e sua densidade é igual a 1kg/L.

A variação da temperatura da água usada nesses banhos foi mais próxima de

(ENEM 2012) Aumentar a eficiência na queima de combustı́vel dos motores a combustão e reduzir suas emissões de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. É também o foco de uma pesquisa brasileira que envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faı́sca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustı́vel gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia que, por sua vez, faz o motor funcionar.

Disponı́vel em: www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 22 jul. 2010 (adaptado).

No entanto, a busca da eficiência referenciada no texto apresenta como fator limitante

(ENEM 2011) Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser ultilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma.

CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a

O ciclo Rankine – ou ciclo de água/vapor, processo termodinâmico usado para a geração de energia elétrica, tem quatro etapas: aquecimento, expansão, condensação e compressão.

Sobre o ciclo de água/vapor, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

I. No aquecimento, o fluido (geralmente água) é aquecido em um trocador de calor até que ele se torne vapor; o vapor é produzido por meio de alta pressão e temperatura, utilizando uma fonte de calor, como a combustão de combustíveis fósseis ou energia nuclear.

II. Na expansão, o vapor de alta pressão gerado no aquecimento é direcionado para uma turbina, que converte a energia térmica em energia elétrica; uma turbina é conectada a um gerador que distribui a energia elétrica gerada.

III. Uma das desvantagens das usinas termelétricas que utilizam o ciclo Rankine para a geração de energia elétrica é a de emitir grandes quantidades de dióxido de carbono e outros poluentes, contribuindo para as mudanças climáticas e a poluição do ar.

Está correto o que se afirma em