Segunda Lei da Termodinâmica

Certa máquina térmica que opera em ciclos recebe, em cada ciclo, 250 cal da fonte quente e realiza um trabalho igual a 1045 J. Sabendo disso, marque a alternativa correta:

DADOS: 1cal = 4,18 J

• O gás no interior dessa máquina térmica sofre em cada ciclo uma transformação do tipo isocórica, o que explica a transformação integral de energia em trabalho.

• A máquina funciona segundo o princípio de Carnot, logo, seu rendimento é 100%.

• A máquina não contraria a primeira lei da Termodinâmica (conservação da energia), pois está transformando integralmente a energia recebida em trabalho, mas contraria a segunda lei da Termodinâmica, pois possui rendimento de 100%.

• A máquina contraria a primeira lei da Termodinâmica (conservação da energia), pois está transformando integralmente a energia recebida em trabalho, mas não contraria a segunda lei da Termodinâmica, pois possui rendimento de 100%

• A máquina contraria as duas leis da Termodinâmica, pois transforma integralmente a energia recebida em trabalho.

Determine o calor recebido da fonte quente e perdido para a fonte fria por um motor a diesel que possui rendimento de 40% e realiza a cada ciclo um trabalho de 2000 J. Expresse as respostas em calorias.

DADOS: 1 cal = 4 J

• 1300 cal e 550 cal

• 1250 cal e 1000 cal

• 750 cal e 200 cal

• 1250 cal e 750 cal

• 3000 cal e 5000 cal.

O 2° princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: “É impossível construir uma máquina térmica operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.”

Por extensão, esse princípio nos leva a concluir que:

• sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%;

• qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente;

• calor e trabalho não são grandezas homogêneas;

• qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria;

• somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho.

Analise as proposições a seguir e marque as afirmativas corretas:

• Máquina térmica é um sistema que realiza transformação cíclica: depois de sofrer uma série de transformações ela retorna ao estado inicial.

• É impossível construir uma máquina térmica que transforme integralmente calor em trabalho.

• O calor é uma forma de energia que se transfere espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.

• É impossível construir uma máquina térmica que tenha um rendimento superior ao da Máquina de Carnot, operando entre as mesmas temperaturas.

• Quando um gás recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J, sua energia interna sofre um aumento de 150 J.

As máquinas a vapor foram um dos motores da revolução industrial, que se iniciou na Inglaterra no século XVIII e que produziu impactos profundos, em nível mundial, nos meios produtivos, na economia e no modo de vida da sociedade. O estudo destas máquinas, em particular de seu rendimento, deu sustentação à formulação da Segunda Lei da Termodinâmica, enunciada por diversos cientistas, de formas praticamente equivalentes, no século XIX. Com base na Segunda Lei da Termodinâmica, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

• A maioria dos processos naturais é reversível.

• A energia tende a se transformar em formas menos úteis para gerar trabalho.

• As máquinas térmicas que operam no ciclo de Carnot podem obter rendimento de 100%.

• A expressão “morte do calor do universo” refere-se a um suposto estado em que as reservas de carvão, de gás e de petróleo teriam se esgotado.

• O calor não transita naturalmente dos corpos com temperatura menor para os corpos com temperatura maior.

Um motor térmico recebe 1200 calorias de uma fonte quente mantida a 227ºC e tranfere parte dessa energia para o meio ambiente a 24°C. Qual o trabalho máximo, em calorias, que se pode esperar desse motor?

• 552

• 681

• 722

• 987

• n.d.a

De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, a entropia do Universo:

• não pode ser criada nem destruída.

• acabará transformada em energia.

• tende a aumentar com o tempo.

• tende a diminuir com o tempo.

• permanece sempre constante.

Imagine um sistema termicamente isolado, composto por cilindros conectados por uma válvula, inicialmente fechada. Um dos cilindros contêm um gás perfeito, mantido à pressão de 1 atm, e no outro, tem-se vácuo. Abrindo-se a válvula

• o gás se expande e, assim, sua temperatura diminui.

• a entropia do sistema se mantém constante, pois não há troca de calor.

• a entropia do sistema aumenta, porque o processo é irreversível.

• a energia interna do gás diminui, porque sua pressão diminui.