exercicios termodininamica

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EXERCICIOS DE REVISÃO 
 
 
 
Questões resolvidas de vestibulares de Termodinâmica 
Questões resolvidas de vestibulares sobre 1ª e 2ª Lei da Termodinâmica, 
Energia Interna, Ciclo de Cannot e trabalho de um gás 
 
1) Ao receber uma quantidade de calor Q=50J, um gás realiza um trabalho igual a 
12J, sabendo que a Energia interna do sistema antes de receber calor era U=100J, 
qual será esta energia após o recebimento? 
 
Solução: 
 
 
 
 
2) Qual o rendimento de uma máquina térmica que retira de uma fonte quente 
200 cal e passa para uma fonte fria 50 cal. 
 
Solução: 
 
 Sabemos que: 
 
 h = 1 - Q2 / Q1 
 Logo, 
 
 h = 1 – 50 / 200 è h = 1 – 0,25 = 0,75 = 75% 
 
 
 3) O rendimento de uma máquina térmica de Carnot é de 25% e a fonte fria é a 
própria atmosfera a 27°C. Determinar a temperatura da fonte quente. 
 
Solução: 
 
Como Q2 / Q1 = T2 / T1 , podemos calcular h = 1 - T2 / T1 
 
Logo, 
 h = 1 - 300 / T1 
ou seja, 
 0,25 = 1 - 300 / T1 
 
 300 / T1 = 1 – 0,25 = 0,75 è T1 = 300 / 0,75 = 30000 / 75 = 400 K 
Convertendo para Celsius, 
 400 K = 400 – 273 = 127°C 
 
 
4) Uma máquina térmica recebe de uma fonte quente 100 cal e transfere para uma 
fonte fria 70 cal. Qual o rendimento desta máquina ? 
 
Solução: 
 
Sabemos que : h = 1 - Q2 / Q1 
 
Então, 
 
 h = 1 – 70 / 100 è h = 1 - 0,7 = 0,3 = 30% 
 
 5) Uma máquina térmica de Carnot recebe de uma fonte quente 1000 cal por 
ciclo. Sendo as temperaturas das fontes quente e fria, respectivamente, 127 °C e 
427 °C, determinar 
a) o rendimento da máquina 
b) o trabalho, em joules, realizado pela máquina em cada ciclo 
c) a quantidade de calor, em joules, rejeitada para a fonte fria 
Usar como equivalência 1 cal = 4,2 J 
 
Solução: 
 
Convertendo as medidas, temos: 
 
T1 = 427 + 273 = 700 K 
T2 = 127 + 273 = 400 K 
Q1 = 1000 cal= 1000 . 4,2 = 4200 J 
 
a) cálculo do rendimento 
 Como Q2 / Q1 = T2 / T1 , podemos calcular h = 1 - T2 / T1 
Logo, 
h = 1 – 400 / 700 = 1 - 0,57 = 0,43 = 43% 
 
b) cálculo do trabalho em cada ciclo 
 
Sabemos que: h = t / Q1 è 0,43 = t / 4200 è t = 4200 . 0,43 = 1806 J 
 
 
c) cálculo da quantidade de calor rejeitada. 
 
Sabemos que t = Q1 - Q2 è 1806 = 4200 - Q2 \ Q2 = 4200 – 1806 = 2394 J 
 
6) Uma amostra de gás ideal se expande de pressão e volume iniciais 
correspondentes a 32 atm e 1 litro, respectivamente, para um volume final de 4 L. 
A temperatura inicial do gás era de 27 C. Quais serão a pressão e a temperatura 
final desse gás e quanto trabalho ele realizará durante a expansão, se esta for: 
a) isotérmica, b) adiabática e o gás monoatômico, e c) adiabática e o gás 
diatômico? 
 
a) Um processo isotérmico e um processo a temperatura constante, para que 
ocorra, e necessário que a transferência de calor para dentro ou para fora do 
sistema seja suficientemente lenta, possibilitando que o sistema permaneça em 
equilíbrio. 
Onde a e Q=W que nos da: . 
 
O trabalho e dado pela equação 
 
b) um processo adiabático e aquele no qual não ocorre transferência de calor nem 
dentro, nem para fora do sistema; Q= 0 o calor especifico molar a volume 
constante pode ser expresso como um simples multiplicar a constante do gás 
R em certos casos id 
eais. Gás monoatômico , gás diatômico , solido 
monoatômico e . A pressão final será 
 
Podemos também chegar a temperatura final através da equação: 
 
A primeira Lei nos fala que a o a variação de energia pode ter uma 
variação negativa que podemos 
calcular, 
No estado inicial temos: 
 
c) Se a expansão e adiabática e o gás e diatômico tem-se Q= 0 , 
, e 
7) 20, 9 J de calor são adicionados a um certo gás ideal. Como resultado, seu 
volume aumenta de 50 cm3 para 100 cm3, enquanto sua pressão permanece 
constante (1 atm). (a) Qual a variação na energia interna do gás? (b) Se a 
quantidade de gás presente for 2 x 10-3 mol, calcule o calor específico molar a 
pressão constante. (c) Calcule o calor específico molar a volume constante. 
(a) A variação da energia interna do gás pode ser calculada pela primeira lei da 
termodinâmica: 
 
(b) Relacionando as equações temos: a razão entre 
elas nos da: 
(c) Relacionando entre os calores específicos à pressão e a volume constantes é: 
 
8) Quando um sistema é levado do estado i para o estado f ao longo da 
trajetória iaf na figura, Q = 50 cal e W = 20 cal. Ao longo da trajetória ibf, Q = 36 
cal. (a) Qual o valor de W ao longo da trajetória ibf? (b) se W = - 13 cal para a 
trajtória de volta fi, qual será Q para essa trajetória? (c) Considere Eint i = 10 cal. 
Qual é Eint,f? (d) se Eint,b = 22 cal, qual o valor de Q para a trajetória ib e para a 
trajetória bf? 
 
Primeira lei da termodinamicaprincipio da conservação de energia para 1 processo 
termodinamico e expressa pela equação: , ( ) 
energia interna, ( ) energia de troca e ( ) trabalho realizado. 
(a) Qual o valor de W ao longo da trajetória iaf ?. 
 
Valor do trabalho na trajetoriaibf ? 
 
(b) se W = - 13 cal para a trajtória de volta fi, qual será Q para essa trajetória? 
 
(c) Considere Eint i = 10 cal. Qual é 
 
(d) se Eint,b = 22 cal, qual o valor de Q para a trajetória ib e para a trajetória bf? 
 
 
9) Quanto trabalho deve ser realizado por um refrigerador Carnot para transferir 
1,0 J sob a forma de calor (a) de um reservatório a 7,0 ºC para um a 27 ºC, (b) de 
um reservatório a – 73 ºC para um a 27 ºC, (c) de um reservatório a – 173 ºC para 
um a 27 ºC e (d) de um reservatório a -223 ºC para um a 27 ºC? 
(a) Coeficiente de desempenho ( ), energia transferida em alta temperatura 
(Qb), trabalho realizado por bomba (W). Lembrando dos fatores de conversão da 
temperatura de ºC para K. . 
 
 Coeficiente de desempenho 
refrigerador de Carnot. 
 
(b) Conversão da temperatura de ºC para K 
 
 
(c) Conversão da temperatura de ºC para K 
 
 
(d) Conversão da temperatura de ºC para K 
 
 
10) Um motor de Carnot absorve 52 kJ sob a forma de calor e expele 36 kJ sob a 
forma de calor em cada ciclo. Calcule (a) eficiência do motor e (b) o trabalho 
realizado por ciclo em quilojoules. 
(a) A eficiência térmica de um motor térmico é definida como a relação da 
eficiência do trabalho realizado pelo motor, durante um ciclo, com a energia 
absorvida no ponto mais alto temperatura durante o ciclo: =36 kJ e =52 kJ. 
 
(b) O trabalho realizado por ciclo em quilojoules. 
 
 
11) Um motor à vapor realiza um trabalho de 12kJ quando lhe é fornecido uma 
quantidade de calor igual a 23kJ. Qual a capacidade percentual que o motor tem 
de transformar energia térmica em trabalho? 
 
Solução: 
 
12) Qual o rendimento máximo teórico de uma máquina à vapor, cujo fluido entra a 
560ºC e abandona o ciclo a 200ºC? 
Solução: 
 
 
13) Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C? 
Considere R=8,31 J/mol.K. 
 
Solução: 
Primeiramente deve-se converter a temperatura da escala Celsius para Kelvin: 
 
A partir daí basta aplicar os dados na equação da energia interna: 
 
 
14) Qual a energia interna de 3m³ de gás ideal sob pressão de 0,5atm? 
 
Solução: 
Neste caso devemos usar a equação da energia interna juntamente com a equação de 
Clapeyron, assim: 
 
15) Uma transformação é dada pelo gráfico abaixo: 
 
Qual o trabalho realizado por este gás? 
 
Solução: 
O trabalho realizado pelo gás é igual a área sob a curva dográfico, ou seja a área 
do trapézio azul. 
Sendo a área do trapézio dado por: 
 
Então, substituindo os valores temos: 
 
 
16) O gráfico abaixo ilustra uma transformação 100 moles de gás ideal 
monoatômico recebem do meio exterior uma quantidade de calor 1800000 J. Dado 
R=8,32 J/mol.K. 
 
Determine: 
a) o trabalho realizado pelo gás; 
b) a variação da energia interna do gás; 
c) a temperatura do gás no estado A. 
 
Solução: 
a) O trabalho realizado pelo gás é dado pela área do trapézio sob a curva do 
gráfico, logo: 
 
b) Pela 1ª lei da termodinâmica têm-se que: 
 
Então, substituindo os valores temos: 
 
c) Pela equação de Clapeyron: 
 
Lembrando que: 
n = 100 moles 
R= 8,31 J/mol.K 
E pela leitura do gráfico: 
p = 300000 N/m² 
V = 1m³ 
Aplicando na fórmula: 
 
17) Em uma máquina térmica são fornecidos 3kJ de calor pela fonte quente para o 
início do ciclo e 780J passam para a fonte fria. Qual o trabalho realizado pela 
máquina, se considerarmos que toda a energia que não é transformada em calor 
passa a realizar trabalho? 
 
Solução: 
A segunda lei da termodinâmica enuncia que: 
 
Então, substituindo os valores na equação, temos: 
 
 
18) Uma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte 
quente igual a 330°C e fonte fria à 10°C. Qual é o rendimento dessa máquina? 
 
Solução: 
Sendo o rendimento de uma máquina térmica que opera em ciclo de Carnot dado 
por: 
 
 
 
onde: 
T1= temperatura da fonte quente; 
T2= temperatura da fonte fria. 
 
Mas as temperaturas utilizadas devem estar em escala absoluta, logo, devemos 
convertê-las. Assim: 
 
 
 
Aplicando estes valores na equação do rendimento, obtemos: 
 
 
19) (ACAFE-SC) Um gás ideal recebe calor e fornece trabalho após uma das 
transformações: 
 
a) adiabática e isobárica. 
b) isométrica e isotérmica. 
c) isotérmica e adiabática. 
d) isobárica e isotérmica. 
e) isométrica e adiabática. 
letra D . 
 
20) (UFBA-BA-011) Praticamente todos os veículos automotivos são movidos por 
alguma versão de motor de combustão interna de quatro tempos, patenteado por 
Nikolaus Otto em 1876. O motor de quatro tempos comprime uma mistura de ar-
combustível que explode na 
 
presença de uma faísca, criando uma fonte de calor intensa, mas transitória. 
Embora a busca por combustíveis mais eficientes e menos agressivos ao meio 
ambiente tenha se intensificado desde o final do século passado, a combustão de 
uma mistura ar-vapor de gasolina ainda é a reação mais utilizada para mover os 
veículos em todo o mundo. 
(MOYERR, 2009, p. 78). 
Uma análise de aspectos envolvidos no funcionamento de motores de quatro 
tempos permite afirmar: 
 
01) O motor de combustão interna de quatro tempos opera segundo o ciclo de 
Carnot, no qual um fluido de trabalho sofre duas transformações adiabáticas 
alternadas de duas transformações isotérmicas, proporcionando rendimento 
máximo igual a um. 
02) O conteúdo energético dos reagentes é maior do que o dos produtos, nas 
reações que ocorrem nas câmaras de combustão dos motores. 
04) A combinação de força e velocidade, obtida por meio de engrenagens nos 
carros movidos a gasolina, independe da potência do carro. 
08) O calor de combustão da reação que ocorre nos motores é fornecido pela 
faísca elétrica que provoca a explosão da mistura combustível. 
16) A queima de combustíveis derivados do petróleo libera energia, que é 
proveniente da biomassa construída em processos energéticos e preservada ao 
longo do tempo geológico. 
32) A interferência do motor de combustão interna na estabilidade do clima decorre 
do efeito destrutivo dos gases liberados sobre a camada de ozônio. 
64) A energia liberada na combustão total de gás metano, um substituto da 
gasolina, em um motor, é maior do que 520kJ/mol, se observadas as informações 
expressas na equação termoquímica 
 
Solução: 
01. Falsa --- O ciclo de Carnot é um ciclo teórico que dá o máximo rendimento 
que uma máquina térmica poderia fornecer --- na prática, nenhum motor opera 
segundo esse ciclo. 
 
04. Falsa --- a relação entre força (F) e velocidade (v) depende da potência (P), 
pois --- P = F.V 
 
08. Falsa --- o calor de combustão é fornecido pela queima do combustível --- a 
faísca é somente para iniciar a combustão. 
 
16. Correta. 
R- (02 + 16 + 64) = 8 
 
21) -(ENEM-MEC-011) 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 utilizada 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: 
 
a) liberação de calor dentro do motor ser impossível. 
b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável. 
c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível. 
d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível. 
e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável. 
 
Solução: 
 Pode-se definir o Segundo Princípio da Termodinâmica da seguinte maneira: “É 
impossível obter uma máquina térmica que, operando em ciclos, seja capaz de 
transformar totalmente o calor por ela recebido em trabalho” --- sempre haverá 
energia dissipada pelo motor --- Alternativa C. 
 
22) (UFG-GO-012) A figura a seguir representa o ciclo de Otto para motores a 
combustão interna. Nesse tipo de motor, a vela de ignição gera uma 
 
faísca que causa a combustão de uma mistura gasosa. Considere que a faísca 
seja suficientemente rápida, de modo que o movimento do pistão possa ser 
desprezado. 
A faísca e a liberação dos gases pelo escapamento ocorrem, respectivamente, nos 
pontos: 
(A) A e C. (B) B e A. (C) D e A. (D) D e B. (E) O e 
C. 
 
Solução: 
 Observe as figuras e as explicações abaixo --- o primeiro tempo refere-se à 
admissão, a mistura entra e o gás se expande 
 
isobáricamemte (trecho OA) --- o segundo tempo refere-se à compressão (trecho 
AD) --- o terceiro tempo refere-se à combustão, cujo início ocorre devido à faísca 
elétrica (trecho DC) --- o quarto tempo refere-se à exaustão (escape) ao final da 
qual os gases são expelidos (trecho CB) --- a faísca ocorre no início do trecho 
DC, em C e a liberação dos gases no final do trecho CB, em B --- Alternativa D 
 
23) (UEPG-PR-010) A termodinâmica pode ser definida como uma ciência 
experimental baseada em um pequeno número de princípios (leis da 
termodinâmica), que são generalizações feitas a partir da experiência. Sobre as 
leis da termodinâmica, assinale o que for correto. 
 
01) Nenhuma máquina térmica pode apresentar um rendimento superior ao de 
uma máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas. 
02) A 1a lei da termodinâmica é uma afirmação do princípio geral da conservação 
da energia. 
04) A 2a lei da termodinâmica afirma que é indiferente transformar integralmente 
calor em trabalho ou trabalho em calor. 
08) Parcela da energia envolvida em um processo irreversível torna-se indisponível 
para a realização de trabalho. 
16) Em um processo cíclico a energia interna do sistema apresenta variação nula. 
 
Solução: 
(01) Correta. 
(02) Correta. 
(04) Errada. A 2ª lei da termodinâmica afirma que é IMPOSSÍVELtransformar 
integralmente calor em trabalho. 
(08) Correta. 
(16) Correta. A variação da energia interna depende somente da temperatura. Se o 
processo é cíclico, o sistema retorna sempre à temperatura inicial. 
R- (01 + 02 + 08 + 16) = 27 
 
24) (UFAL-010) A cada ciclo de funcionamento, o motor de um certo automóvel 
retira 40 kJ do compartimento da fonte quente, 
 
onde se dá a queima do combustível, e realiza 10 kJ de trabalho. Sabendo que 
parte do calor retirado da fonte quente é dispensado para o ambiente (fonte fria) a 
uma temperatura de 27 ºC, qual seria a temperatura no compartimento da fonte 
quente se esse motor operasse segundo o ciclo de Carnot? 
Dado: considere que as temperaturas em graus centígrados, TC, e Kelvin, TK, se 
relacionam através da expressão TC = TK − 273. 
a) 127 ºC b) 177 ºC c) 227 ºC 
 d) 277 ºC e) 377 ºC 
 
Solução: 
Dados: T1 = 27 °C = 300 K; Q1 = 40 kJ; W = 10 kJ. 
O rendimento (h) desse motor é --- η=W/Q1=10/40 --- η=0,25=25% --- 
aplicando esse rendimento ao ciclo de Carnot --- 
h = 1 – --- h --- T1 = --- T1 = K --- T1 = 
400 – 273 --- T1 = 127 °C. 
Alternativa A 
 
25) (ITA-SP-010) Uma máquina térmica opera segundo o ciclo JKLMJ mostrado 
no diagrama T-S da figura. 
 
Pode-se afirmar que 
a) processo JK corresponde a uma compressão isotérmica. 
b) o trabalho realizado pela máquina em um ciclo é W = (T2 – T1)(S2 – S1). 
c) o rendimento da maquina é dado por η= 1 – T2/T1. 
d) durante o processo LM, uma quantidade de calor QLM = T1(S2 – S1) é absorvida 
pelo sistema. 
e) outra máquina térmica que opere entre T2 e T1 poderia eventualmente possuir 
um rendimento maior que a desta. 
 
Solução: 
No ciclo temos as seguintes transformações: 
JK --- expansão isotérmica. Se a entropia aumenta, o sistema recebe calor e 
realiza trabalho; 
KL --- resfriamento adiabático. A temperatura diminui sem variar a entropia, logo 
não há troca de calor; 
LM --- compressão isotérmica. A entropia diminui, o sistema perde calor e recebe 
trabalho; 
MJ --- aquecimento adiabático. A temperatura aumenta sem variar a entropia --- 
observe que se trata de um ciclo de Carnot, com rendimento --- η=1 – T1/T2 --- 
Calculo do trabalho realizado no ciclo, lembrando que a variação da entropia é --- 
ΔS=Q/T, onde Q é o calor trocado na transformação --- a transformação JK é 
isotérmica, portanto a variação da energia interna é nula --- da 1ª lei da 
termodinâmica ( ) --- 0 = QJK – WJK --- WJK = QJK. (equação 1) --- 
 DSJK= QJK/T2 --- QJK=(SJ – SK).T2 --- QJK = (S2 – S1)T2 --- substituindo nessa 
expressão a equação (1) --- WJK = (S2 – S1)T2 --- seguindo esse mesmo 
raciocínio para a transformação LM, que também é isotérmica, mas com 
compressão --- WLM = (S1 – S2)T1 Þ WLM = –(S2 – S1)T1 --- nas transformações 
KL e MJ o sistema não troca calor --- novamente, pela 1ª lei da termodinâmica ---
 DUKL = –WKL e DUMJ = – WMJ --- como DUMJ = – DUKL Þ WMJ = – WKL --- o 
trabalho no ciclo é o somatório desses trabalhos --- Wciclo = WJK + WKL + WLM + 
WMJ --- Wciclo = (S2 – S1)T2 + WKL – (S2 – S1)T1 – WKL --- Wciclo = (S2 – S1)T2 – 
(S2 – S1)T1 --- Wciclo = (S2 – S1) (T2 – T1). 
Alternativa B 
 
26) (Olimpíada Brasileira de Física) Assinale a seguir a alternativa que não é 
compatível com a segunda lei da Termodinâmica. 
 
a) A variação de entropia de qualquer sistema que sofre uma transformação 
termodinâmica é sempre positiva ou nula. 
b) A temperatura de zero absoluto é inatingível. 
c) Um refrigerador com a porta aberta jamais conseguirá por si só esfriar uma 
cozinha fechada. 
d) Nem todo calor produzido no motor a combustão de um automóvel é convertido 
em trabalho mecânico. 
e) O ar de uma sala de aula jamais se concentrará completa e espontaneamente 
em uma pequena fração do volume disponível. 
 
Solução: 
Alternativa A --- O Segundo Princípio da Termodinâmica que um sistema isolado 
tende a evoluir no sentido de aumentar a entropia. 
 
27) (UFBA-BA) Com base nos conhecimentos sobre Termodinâmica, é correto 
afirmar: 
 
01) Quando um gás ideal é comprimido rapidamente, a energia interna do gás 
aumenta. 
02) O ciclo de Carnot é composto por transformações isométricas e isobáricas. 
04) O rendimento de uma máquina térmica depende exclusivamente da 
temperatura da fonte quente. 
08) No refrigerador o gás refrigerante remove calor da fonte fria, evaporando-se, e 
transfere calor à fonte quente, condensando-se. 
16) Admitindo-se o Universo como sistema físico isolado, a entropia do Universo 
sempre aumenta. 
Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas corretas. 
 
Solução: 
 01. Correta --- compressão rápida é adiabática (não troca calor com o ambiente) 
--- Q=0 --- ΔU=Q – W --- ΔU= -W --- na compressão o volume diminui e o W é 
negativo --- ΔU= - (-W) --- ΔU > 0. 
02. Falsa --- duas isotérmicas e duas adiabáticas. 
04. Falsa --- depende também da temperatura da fonte fria. 
08. Correta 
16. Correta 
 
28) (UFV-MG) De acordo com a segunda lei da Termodinâmica, a entropia do 
Universo: 
 
a) não pode ser criada nem destruída. b) acabará transformada em 
energia. 
 
c) tende a aumentar com o tempo. d) tende a diminuir com o tempo. 
 
e) permanece sempre constante. 
 
Letra C 
 
29) (UFC-CE) A eficiência de uma máquina de Carnot que opera entre a fonte de 
temperatura alta (T1) e a fonte de temperatura baixa (T2) é dada pela expressão η 
= 1 - (T2/T1), em que T1 e T2 são medidas na escala absoluta ou de Kelvin. 
Suponha que você dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência η = 30%. 
Se você dobrar o valor da temperatura da fonte quente, a eficiência da máquina 
passará a ser igual a: 
 
a) 40% b) 45% c)50% d) 
60% e) 65% 
 
Solução: 
η=30/100=0,3 --- η = 1 – T2/T1 --- 0,3= 1 – T2/T1 --- T1=T2/0,7 --- T’=2T1 --- 
T’=2T2/0,7 --- T’=T2/0,35 --- η’=1 – T2/T1 --- η’= 1 – T2/(T2/0,35) --- η’=1 – 0,35 
--- η’=0,65 --- Alternativa E 
 
30) (UEG-GO) O ciclo de Carnot foi proposto em 1824 pelo físico francês Nicolas 
L. S. Carnot. O ciclo consiste numa seqüência de transformações, mais 
precisamente de duas transformações isotérmicas (THpara a fonte quente e TCpara 
a fonte fria), intercaladas por duas transformações adiabáticas, formando, assim, o 
ciclo. Na sua máquina térmica, o rendimento seria maior quanto maior fosse a 
temperatura da fonte quente. No diagrama a seguir, temos um ciclo de Carnot 
operando sobre fontes térmicas de TH= 800 K e TC= 400 K. 
 
Admitindo-se que o ciclo opera com fonte quente, recebendo 1000 J de calor, 
responda: 
a) Em que consistem os termos transformações isotérmicas e adiabáticas? 
b) Determine o rendimento dessa máquina de Carnot. 
c) Essa máquina vai realizar um trabalho. Qual é o seu valor? 
 
Solução: 
a) Transformação Isotérmica: ocorre à temperatura constante --- Transformação 
adiabática: ocorre sem quem haja trocas de calor 
 
b) η=1 – 400/800=1 – ½ --- η=0,5=50% 
 
c) Se o rendimento é de 50%, de todo calor recebido essa porcentagem é 
transformada em trabalho --- W=500J 
 
31) (UFAL-AL) Analise as proposições a seguir: 
 
( ) 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. 
 
Solução: 
V VVVV 
 
32) (UFPEL-RS) Um ciclo de Carnot trabalha entre duas fontes térmicas: uma 
quente em temperatura de 227°C e uma fria em temperatura -73°C. O rendimento 
desta máquina, em percentual, é de: 
 
 a) 10 b) 25 c) 35 d) 50 e) 60 
 
 Solução: 
η=1 –(273 – 73)/(273 + 227)=1 – 200/500 --- η=1 – 0,4=0,6 --- R- E 
 
33) Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450 J de uma fonte de calor 
e liberando 300 J no ambiente. Uma segunda máquina térmica ideal opera 
recebendo 600 J e liberando 450 J. Quanto obteremos se dividirmos o rendimento 
da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina. 
 
Observemos a 1ª máquina: 
Energia recebida è 450 J 
Energia liberada è 300 J 
Energia utilizada (DU) è 450 J – 300 J = 150 J 
Rendimento è 150 / 450 = 1/3 
 
Observemos a 2ª máquina: 
Energia recebida è 600 J 
Energia liberada è 450 J 
Energia utilizada (DU) è 600 J – 450 J = 150 J 
Rendimento è 150 / 600 = 1 / 4 
 
Rendimento da 2ª máquina = 1 / 4 
Rendimento da 1ª máquina = 1/3 
Fazendo a divisão è 1 / 4 : 1 / 3 = 3 / 4 = 0,75 
 
34) (UFRN) Um sistema termodinâmico realiza um trabalho de 40 kcal quando 
recebe 30 kcal de calor. Nesse processo, a variação de energia interna desse 
sistema é de: 
 
a) – 10 kcal b) zero c) 10 kcal d) 20 kcal e) 35 kcal 
 
Solução: 
De acordo com a primeira lei da termodinâmica: 
Q=∆U+τ 
∆U=Q-τ 
∆U=30 kcal-40 kcal 
∆U=-10 kcal 
Alternativa A 
 
35) (FMPA-MG) Sobre um gás confinado em condições ideais podemos afirmar 
corretamente que: 
 
a) numa compressão isotérmica o gás cede calor para o ambiente. 
b) aquecendo o gás a volume constante sua energia interna permanece constante. 
c) numa expansão adiabática, a temperatura do gás aumenta. 
d) numa expansão isobárica, a temperatura do gás diminui. 
e) quando o gás sofre transformações num ciclo, o trabalho resultante que ele 
realiza é nulo. 
 
Solução: 
a) Correta – na transformação isotérmica, a temperatura do sistema é constante, 
portanto a variação da energia interna é nula. Isso significa que o calor e o trabalho 
trocados com o meio externo têm valores iguais, portanto o gás cede calor para o 
ambiente. 
b) Errada – na transformação isovolumétrica, o volume permanece constante, 
portanto não há realização de trabalho pelo gás. Isso significa que a variação da 
energia interna sofrida pelo sistema gasoso tem valor igual ao do calor trocado 
com o meio externo. 
c) Errada – nas transformações adiabáticas não há troca de calor entre o sistema e 
o ambiente. Portanto, toda energia recebida ou cedida pelo sistema ocorre por 
meio de trabalho. Isso significa que a variação da energia interna sofrida pelo gás 
é igual ao trabalho que o sistema troca com o meio ambiente. Sendo assim, em 
uma expansão adiabática a temperatura e a pressão diminuem e não aumentam. 
d) Errada – na transformação isobárica, a pressão do sistema gasoso mantém-se 
constante. Nesse tipo de transformação, quando o volume expande (aumenta), a 
temperatura dos sistemas também aumenta e não diminui como proposto pela 
questão. 
e) Errada – nas transformações cíclicas, o sistema sempre realiza e recebe 
trabalho, sendo o trabalho total a soma desses trabalhos parciais. O que é nulo em 
uma transformação cíclica é a energia interna. 
Alternativa A 
 
36) Uma determinada massa gasosa sofre uma transformação isotérmica, 
conforme o diagrama, e recebe do meio externo, em forma de calor, 2000 J. Dada 
a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol.K, determine respectivamente 
o volume final, a variação da energia interna e o trabalho realizado pelo gás e 
marque a alternativa correta. 
 
a) 0,04 m3, 200 J, 100 J 
b) 0,04 m3, 10 J, 5 J 
c) 0,04 m3, 0 J, 3200 J 
d) 0,04 m3, 0 J, 2000 J 
e) 0,04 m3, 200 J, 200 J 
 
Solução: 
Retirando os dados: 
PA = 4 . 105 N/m2; VA = 0,01 m3; PB = 105 N/m2; Q = 2000 J 
Numa transformação isotérmica, temos: 
pA.VA=pB.VB 
4 .105.0,01= 105 .VB 
VB=0,04 m3 
Na transformação isotérmica não há variação de temperatura, portanto: 
TA=TB 
∆T=0 ⟹ ∆U=0 
Calculando o trabalho: 
Q=∆U+τ 
τ=Q 
τ=2.000 J 
 
Alternativa D 
 
37) (UFRS-RS) Em uma transformação termodinâmica sofrida por uma amostra 
de gás ideal, o volume e a temperatura absoluta variam como indica o gráfico a 
seguir, enquanto a pressão se mantém igual a 20 N/m2. 
 
 
 
Sabendo-se que nessa transformação o gás absorve 250 J de calor, pode-se 
afirmar que a variação de sua energia interna é de 
 
a) 100 J. b) 150 J. c) 250 J. d) 350 J. e) 400 J. 
 
Solução: 
W = P . ΔV 
W = 20 . (10 - 5) 
W = 20 . 5 
W = 100 J 
 
Q = ΔU + W 
250 = ΔU + 100 
 
38) (UFAL) Um gás sofre a transformação termodinâmica cíclica ABCA 
representada no gráfico p × V. No trecho AB a transformação é isotérmica. 
 
 
 
Analise as afirmações: 
 
( ) A pressão no ponto A é 2,5 × 105 N/m2. 
 
( ) No trecho AB o sistema não troca calor com a vizinhança. 
 
( ) No trecho BC o trabalho é realizado pelo gás e vale 2,0 × 104 J. 
 
( ) No trecho CA não há realização de trabalho. 
 
Solução: 
 
 A pressão no ponto A 
 
PAVA = PBVB 
PA . 0,1 = 0,5 × 105 . 0,5 
P = (0,25 × 105 )/0,1 
P = 2,5 × 105 N/m2. 
 
 
 No trecho AB 
 
Transformação isotérmica (Q = W) 
 
 
 No trecho BC 
PC = PB = P = 0,5 × 105 
 
W = P . ΔV 
W = P . (VC - VB) 
W = 0,5 × 105 . (0,1 - 0,5) 
W = 0,5 . × 105 (-0,4) 
W = - 0,2 × 105 
W = - 2 × 104 J 
O trabalho é realizado sobre o gás. 
 
 
 No trecho CA 
 
V é constante, por isso não há realização de trabalho. 
 
39) Sujeitando-se um mol de um gás ideal, Cv = 12.47 J/K mol, a várias mudanças 
de estado, qual será a variação de temperatura em cada caso? 
 
 Perda de 512 J de calor; destruição de 134 J de trabalho. 
 Absorção de 500 J de calor; produção de 500 J de trabalho. 
 Sem escoamento de calor; destruição de 126 J de trabalho. 
Solução: 
 
 
b) 
40) Três mols de um gás ideal são comprimidos isotermicamente de 60 para 20 
litros, usando-se uma pressão constante de 5 atm. Calcule Q, W, ∆E e ∆H 
Solução: 
Como o processo é isotérmico , a temperatura permanece constante ,temos ∆E = 
0 e ∆H = 0 
Q = W = - 20000J 
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Questões resolvidas de vestibulares sobre Calorimetria 
Questões resolvidas de vestibulares sobre Dilatação térmica 
 
FONTES: http://www.mscabral.pro.br/ 
 http://www.sofisica.com.br/ 
 http://www.fisicaevestibular.com.br 
 
Segunda lei da Termodinâmica 
01-(UFRS-RS) A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kJ de 
calor da sua fonte quente e descarrega 36 kJ de calor na sua 
fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de 
 
02-(PUC-RJ) Uma máquina de Carnot é operada entre duas 
fontes, cujas temperaturas são, respectivamente, 100oC e 0oC. 
Admitindo-se que a máquina receba da fonte quente uma 
quantidade de calor igual a 1.000 cal por ciclo, pede-se: 
a) o rendimento térmico da máquina 
b) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria03-(EMC-RJ) O rendimento de uma certa máquina térmica de 
Carnot é de 25% e a fonte fria é a própria atmosfera a 27oC. 
Calcule a temperatura da fonte quente. 
 
04-(FGV-SP) Sendo 27oC a temperatura da água do mar na 
superfície e de 2oC em águas profundas, qual seria o 
rendimento teórico de uma máquina térmica que aproveitasse a 
energia correspondente? 
 
05-(UFAL-AL) Analise as proposições a seguir: 
( ) 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. 
 
06-(CEFET-PR) 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: 
a) sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento 
seja 100%; 
b) qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte 
quente; 
c) calor e trabalho não são grandezas homogêneas; 
d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e 
rejeita parte desse calor para uma fonte fria; 
e) somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria 
possível a uma certa máquina térmica converter integralmente 
calor em trabalho. 
 
07-(UFPEL-RS) Um ciclo de Carnot trabalha entre duas fontes 
térmicas: uma quente em temperatura de 227°C e uma fria em 
temperatura -73°C. O rendimento desta máquina, em percentual, é 
de: 
 
 
 08-(UFSC-SC) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) a 
respeito do ciclo de Carnot: 
(01) Por ser ideal e imaginária, a máquina proposta por Carnot 
contraria a segunda lei da Termodinâmica. 
(02) Nenhuma máquina térmica que opere entre duas 
determinadas fontes, às temperaturas T1 e T2, pode ter maior 
rendimento do que uma máquina de Carnot operando entre essas 
mesmas fontes. 
(04) Uma máquina térmica, operando segundo o ciclo de Carnot 
entre uma fonte quente e uma fonte fria, apresenta um 
rendimento igual a 100%, isto é, todo o calor a ela fornecido é 
transformado em trabalho. 
(08) O rendimento da máquina de Carnot depende apenas das 
temperaturas da fonte quente e da fonte fria. 
(16) O ciclo de Carnot consiste em duas transformações 
adiabáticas, alternadas com duas transformações isotérmicas. 
 
09- (UFSC-SC) O uso de combustíveis não renováveis, como o 
petróleo, tem sérias implicações ambientais e econômicas. Uma 
alternativa energética em estudo para o litoral brasileiro é o uso 
da diferença de temperatura da água na superfície do mar (fonte 
quente) e de águas mais profundas (fonte fria) em uma máquina 
térmica para realizar trabalho. (Desconsidere a salinidade da água 
do mar para a análise das 
respostas). 
Assinale a(s) 
proposição(ões) 
CORRETA(S). 
(01) Supondo que a 
máquina térmica proposta 
opere em um ciclo de 
Carnot, teremos um 
rendimento de 100%, pois o 
ciclo de Carnot 
corresponde a uma máquina térmica ideal. 
(02) Uma máquina com rendimento igual a 20% de uma máquina 
ideal, operando entre 7 °C e 37 °C, terá um rendimento menor que 
10%. 
(04) Na situação apresentada, a temperatura mais baixa da água é 
de aproximadamente 4 °C pois, ao contrário da maioria dos 
líquidos, nesta temperatura a densidade da água é máxima. 
(08) É impossível obter rendimento de 100% mesmo em uma 
máquina térmica ideal, pois o calor não pode ser transferido 
espontaneamente da fonte fria para a fonte quente. 
(16) Não é possível obtermos 100% de rendimento, mesmo em 
uma máquina térmica ideal, pois isto viola o princípio da 
conservação da energia. 
 
10-(UFF-RJ) O esquema a seguir representa o ciclo de operação 
de determinada 
máquina 
térmica cujo 
combustível é 
um gás. 
Quando em 
funcionamento, 
a cada ciclo o 
gás absorve 
calor (Q1) de 
uma fonte 
quente, realiza 
trabalho 
mecânico (W) e 
libera calor (Q2) 
para uma fonte fria, sendo a eficiência da máquina medida pelo 
quociente entre W e Q1. Uma dessas máquinas, que, a cada ciclo, 
realiza um trabalho de 3,0.104 J com uma eficiência de 60%, foi 
adquirida por certa indústria. Em relação a essa máquina, 
conclui-se que os valores de Q1, de Q2 e da variação da energia 
interna do gás são, respectivamente: 
a) 1,8.104 J ; 5,0.104 J ; 3,2.104 J 
b) 3,0.104 J ; zero ; zero 
c) 3,0.104 J ; zero ; 3,0.104 J 
d) 5,0.104 J ; 2,0.104 J ;zero 
 e) 5,0.104 J ; 2,0.104 J ; 3,0.104 J 
 
11-(PUCCAMP-SP) O esquema a seguir representa trocas de 
calor e realização de trabalho em uma máquina térmica. Os 
valores de T1 e Q2 não foram indicados mas deverão ser 
calculado
s durante 
a solução 
desta 
questão. 
Considera
ndo os 
dados 
indicados 
no 
esquema, 
se essa 
máquina operasse segundo um ciclo de Carnot, a temperatura T1, 
da fonte quente, seria, em Kelvins, igual a 
a) 375 
b) 400 
c) 525 
d) 1200 
e) 1500 
 
12-(ENEM-MEC) A refrigeração e o congelamento de alimentos 
são responsáveis por uma parte significativa do consumo de 
energia elétrica numa 
residência típica. 
Para diminuir as perdas 
térmicas de uma 
geladeira, podem ser 
tomados alguns cuidados 
operacionais: 
I. Distribuir os alimentos 
nas prateleiras deixando espaços vazios entre eles, para que 
ocorra a circulação do ar frio para baixo e do quente para cima. 
II. Manter as paredes do congelador com camada bem espessa de 
gelo, para que o aumento da massa de gelo aumente a troca de 
calor no congelador 
III. Limpar o radiador (“grade” na parte de trás) periodicamente, 
para que a gordura e o poeira que nele se depositam não 
reduzam a transferência de calor para o ambiente. 
Para uma geladeira tradicional é correto indicar, apenas, 
a) a operação I 
b) a operação II. 
c) as operações I e II. 
d) as operações I e III. 
e) as operações II e III. 
 
13-(UEL-PR) O reator utilizado na usina nuclear de Angra dos 
Reis – Angra II – é do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). 
O reator utilizado na Usina Nuclear de Angra dos Reis – Angra II – 
é do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). O sistema PWR é 
constituído de três circuitos: o primário, o secundário e o de água 
de refrigeração. No primeiro, a água é forçada a passar pelo 
núcleo do reator a pressões elevadas, 135 atm, e à temperatura 
de 320oC. Devido à alta pressão, a água não entra em ebulição e, 
ao sair do núcleo do reator, passa por um segundo estágio, 
constituído por um sistema de troca de calor, onde se produz 
vapor de água que vai acionar a turbina que transfere movimento 
ao gerador de eletricidade. Na figura estão indicados os vários 
circuitos do sistema PWR. 
 
Considerando as trocas de calor que ocorrem em uma usina 
nuclear como Angra II, é correto afirmar: 
a) O calor removido do núcleo do reator é utilizado integralmente 
para produzir trabalho na turbina. 
b) O calor do sistema de refrigeração é transferido ao núcleodo 
reator através do trabalho realizado pela turbina. 
c) Todo o calor fornecido pelo núcleo do reator é transformado 
em trabalho na turbina e, por isso, o reator nuclear tem eficiência 
total. 
d) O calor do sistema de refrigeração é transferido na forma de 
calor ao núcleo do reator e na forma de trabalho à turbina. 
e) Uma parte do calor fornecido pelo núcleo do reator realiza 
trabalho na turbina, e outra parte é cedida ao sistema de 
refrigeração. 
 
14-(UFAM-AM) Um inventor diz ter desenvolvido uma máquina 
térmica que, operando entre duas fontes térmicas, quente e fria, 
com temperaturas de 500K e 250K, respectivamente, consegue, 
em cada ciclo, realizar uma quantidade de trabalho equivalente a 
75% do calor absorvido da fonte quente, rejeitando 25% da 
energia gerada por essa fonte. De acordo com as leis da 
termodinâmica, é possível que o 
inventor tenha realmente 
desenvolvido tal máquina? 
a) Não é possível, uma vez que 
essa máquina teria um 
rendimento maior que o 
rendimento de uma máquina de 
Carnot, operando entre as 
mesmas fontes. 
b) Não é possível, uma vez que o 
rendimento da máquina é 100%. 
c) É possível, uma vez que não violaria a Primeira Lei da 
Termodinâmica. 
d) Não é possível, uma vez que violaria a Primeira Lei da 
Termodinâmica. 
e) É possível, uma vez que essa máquina teria um rendimento de 
uma máquina de Carnot, operando entre as mesmas fontes. 
 
15-(UEG-GO) Os motores usados em veículos são normalmente 
de combustão interna e de quatro tempos. A finalidade dos 
motores é transformar a energia térmica do combustível em 
trabalho. De modo geral, eles são constituídos de várias peças, 
entre elas: as válvulas, que controlam a entrada e a saída do 
fluido combustível, a vela, onde se dá a faísca que provoca a 
explosão, o virabrequim (árvore de manivelas), que movimenta o 
motor, e os êmbolos, que são acoplados a ele. 
No tempo 1, ocorre a admissão do combustível, a mistura de ar e 
vapor de álcool ou gasolina, produzida no carburador: o 
virabrequim faz o êmbolo descer, enquanto a válvula de 
admissão se abre, reduzindo a pressão interna e possibilitando a 
entrada de combustível à pressão atmosférica. No tempo 2, 
ocorre a compressão: com as válvulas fechadas, o êmbolo sobe, 
movido pelo virabrequim, comprimindo a mistura ar combustível 
rapidamente. No tempo 3, ocorre a explosão: no ponto em que a 
compressão é máxima, produz-se, nos terminais da vela, uma 
faísca elétrica que provoca a explosão do combustível e seu 
aumento de temperatura; a explosão empurra o êmbolo para 
baixo, ainda com as válvulas fechadas. No tempo 4, ocorre 
exaustão ou descarga: o êmbolo sobe novamente, a válvula de 
exaustão abre-se, expulsando os gases queimados na explosão e 
reiniciando o ciclo. 
 
De acordo com o texto e com a termodinâmica, é CORRETO 
afirmar: 
a) No tempo 1, o processo é isovolumétrico. b) 
No tempo 2, o processo é adiabático. 
c) No tempo 3, o processo é isobárico. d) 
No tempo 4, o processo é isotérmico. 
e) Um ciclo completo no motor de 4 tempos é realizado após uma 
volta completa da árvore de manivelas. 
 
16-(ACAFE) Uma máquina térmica, operando segundo um Ciclo 
de Carnot, trabalha entre as temperaturas TQ = 400 K 
(fontequente)e TF = X K 
(fonte fria). O rendimento 
dessa máquina será de 
100%, somente se X for 
igual a: 
a) 273 
b) 400 
c) 100 
d) 0 
e) 373 
 
17-(UFMT-MT) Sobre o estudo da termologia, analise as 
afirmativas: 
I. A temperatura é a medida do calor de um corpo. 
II. A eficiência de uma máquina térmica que trabalha segundo o 
ciclo de Carnot independe da energia interna da substância de 
operação. 
III. Um gás ideal em expansão adiabática diminui sua energia 
interna. 
IV. O aumento da temperatura de um gás ideal só é possível se 
houver um fluxo de calor para o seu interior. 
Estão corretas as afirmativas: 
a) I, II e IV, apenas 
b) II e IV, apenas 
c) III e IV, apenas 
d) II e III, apenas 
e) I, II, III e IV 
 
18-(UEG-GO) O ciclo de Carnot foi proposto em 1824 pelo físico 
francês Nicolas L. S. Carnot. O ciclo consiste numa seqüência de 
transformações, mais precisamente de duas transformações 
isotérmicas (THpara a fonte quente e TCpara a fonte fria), 
intercaladas por duas transformações adiabáticas, formando, 
assim, o ciclo. Na sua máquina térmica, o rendimento seria maior 
quanto maior fosse a temperatura da fonte quente. No diagrama a 
seguir, temos um ciclo 
de Carnot operando 
sobre fontes térmicas 
de TH= 800 K e TC= 400 
K. 
Admitindo-se que o 
ciclo opera com fonte 
quente, recebendo 
1000 J de calor, 
responda: 
a) Em que consistem os termos transformações isotérmicas e 
adiabáticas? 
b) Determine o rendimento dessa máquina de Carnot. 
c) Essa máquina vai realizar um trabalho. Qual é o seu valor? 
 
19-(UFC-CE) A eficiência de uma máquina de Carnot que opera 
entre a fonte de temperatura alta (T1) e a fonte de temperatura 
baixa (T2) é dada pela expressão η = 1 – (T2/T1), em que T1 e T2 são 
medidas na escala absoluta ou de Kelvin. Suponha que você 
dispõe de uma máquina dessas com uma eficiência η = 30%. Se 
você dobrar o valor da temperatura da fonte quente, a eficiência 
da máquina passará a ser igual a: 
a) 40% 
b) 45% 
c) 50% 
d) 60% 
e) 65% 
 
20-(PUC-MG) A palavra ciclo tem vários significados na 
linguagem cotidiana. Existem ciclos na economia, na literatura, 
na história e, em geral, com significados amplos, pois se referem 
a tendências, épocas, etc. 
 
Em termodinâmica, a palavra ciclo tem um significado preciso: é 
uma série de transformações sucessivas que recolocam o 
sistema de volta ao seu estado inicial com realização de trabalho 
positivo ou negativo e a troca de calor com a vizinhança. Assim, 
por exemplo, os motores automotivos foram bem compreendidos 
a partir das descrições de seus ciclos termodinâmicos. 
Considere o quadro a seguir onde são apresentadas três 
máquinas térmicas operando em ciclos entre fontes de calor nas 
temperatu
ras 300K 
e 500K. Q 
e W são, 
respectiv
amente, o 
calor 
trocado e 
o trabalho 
realizado 
em cada ciclo. 
De acordo com a termodinâmica, é possível construir: 
a) as máquinas A, B e C. 
b) a máquina B apenas. 
c) a máquina C apenas. 
d) a máquina A apenas. 
 
21-(UFSCAR-SP) Inglaterra, século XVIII. Hargreaves patenteia 
sua máquina de fiar; Arkwright inventa a fiandeira hidráulica; 
 
James Watt introduz a importantíssima máquina a vapor. Tempos 
modernos! 
 (C. Alencar, L. C. Ramalho e M. V. T. Ribeiro, “História da 
Sociedade Brasileira”.) 
As máquinas a vapor, sendo máquinas térmicas reais, operam em 
ciclos de acordo com a segunda lei da Termodinâmica. Sobre 
estas máquinas, considere as três afirmações seguintes: 
I. Quando em funcionamento, rejeitam para a fonte fria parte do 
calor retirado da fonte quente. 
II. No decorrer de um ciclo, a energia interna do vapor de água se 
mantém constante. 
III. Transformam em trabalho todo calor recebido da fonte quente. 
É correto o contido apenas em 
 
22-(UFV-MG) De acordo com a segunda lei da Termodinâmica, a 
entropia do Universo: 
a) não pode ser criada nem destruída. b) acabará 
transformada em energia. 
c) tende a aumentar com o tempo.d) tende a 
diminuir com o tempo. 
e) permanece sempre constante. 
 
23-(UFBA-BA) Com base nos conhecimentos sobre 
Termodinâmica, é correto afirmar: 
01) Quando um gás ideal é comprimido rapidamente, a energia 
interna do gás aumenta. 
02) O ciclo de Carnot é composto por transformações isométricas 
e isobáricas. 
04) O rendimento de uma máquina térmica depende 
exclusivamente da temperatura da fonte quente. 
08) No refrigerador o gás refrigerante remove calor da fonte fria, 
evaporando-se, e transfere calor à fonte quente, condensando-se. 
16) Admitindo-se o Universo como sistema físico isolado, a 
entropia do Universo sempre aumenta. 
Dê como resposta a soma dos números que precedem as 
afirmativas corretas. 
 
24- (UFSCAR-SP) Maxwell, notável físico escocês da segunda 
metade do século XIX, inconformado com a possibilidade da 
morte térmica do Universo, conseqüência inevitável da segunda 
lei da Termodinâmica, criou o “demônio de Maxwell”, um ser 
hipotético capaz de violar essa lei. Essa fictícia criatura poderia 
selecionar as moléculas de um gás que transitassem entre dois 
compartimentos 
controlando a abertura 
que os divide, como ilustra 
a figura. 
Por causa dessa 
manipulação diabólica, as 
moléculas mais velozes 
passariam para um 
compartimento, enquanto 
as mais lentas passariam 
para o outro. Se isso fosse possível: 
a. esse sistema nunca entraria em equilíbrio térmico. 
b. esse sistema estaria em equilíbrio térmico permanente. 
c. o princípio da conservação da energia seria violado. 
d. não haveria troca de calor entre os dois compartimentos. 
e. haveria troca de calor, mas não haveria troca de energia. 
 
25-(Olimpíada Brasileira de Física) Uma lâmpada é embalada 
numa 
caixa 
fechada 
e 
isolada 
termica
mente. 
Conside
re que no 
interior da lâmpada há vácuo e que o ar dentro da caixa seja um 
gás ideal. Em certo instante, a lâmpada se quebra. Se 
desprezarmos o volume e a massa dos componentes da lâmpada 
(vidro, suporte, filamento, …) e a variação de energia associada à 
sua quebra, é incorreto afirmar que: 
a) a energia interna do gás permanecerá a mesma após a quebra 
da lâmpada. 
b) a entropia do gás aumentará após a quebra da lâmpada. 
c) a temperatura do gás permanecerá a mesma após a quebra da 
lâmpada. 
d) a pressão do gás diminuirá após a quebra da lâmpada. 
e) após a quebra da lâmpada, o gás realizará um trabalho positivo 
para se expandir e ocupar o volume onde anteriormente havia 
vácuo. 
 
26-(Olimpíada Brasileira de Física) Assinale a seguir a 
alternativa que não é compatível com a segunda lei da 
Termodinâmica. 
a) A variação de entropia de qualquer sistema que sofre uma 
transformação termodinâmica é sempre positiva ou nula. 
b) A temperatura de zero absoluto é inatingível. 
c) Um refrigerador com a porta aberta jamais conseguirá por si só 
esfriar uma cozinha fechada. 
d) Nem todo calor produzido no motor a combustão de um 
automóvel é convertido em trabalho mecânico. 
e) O ar de uma sala de aula jamais se concentrará completa e 
espontaneamente em uma pequena fração do volume disponível. 
 
27-(UFRN-RN) Observe atentamente o processo físico 
representado na sequência de figuras a seguir. Considere, para 
efeito de análise, que a casinha e a bomba constituem um 
sistema físico fechado. Note que tal processo é iniciado na figura 
1 e é concluído 
 
na figura 3. Pode-se afirmar que, no final dessa seqüência, a 
ordem do sistema é 
a) maior que no início e, portanto, durante o processo 
representado, a entropia do sistema diminui. 
b) maior que no início e, portanto, durante o processo 
representado, a entropia do sistema aumentou. 
c) menor que no início e, portanto, o processo representado é 
reversível. 
d) menor que no início e, portanto, o processo representado é 
irreversível. 
 
28-(UNICAMP-SP) Vários textos da coletânea apresentada 
enfatizam a crescente importância das fontes renováveis de 
energia. No Brasil, o álcool tem sido largamente empregado em 
substituição à gasolina. Uma das diferenças entre os motores a 
álcool e à gasolina é o valor da razão de compressão da mistura 
ar-combustível. O diagrama a seguir representa o ciclo de 
combustão de um cilindro de motor a álcool. 
 
Durante a compressão (trecho if) o volume da mistura é reduzido 
de V i para Vf. A razão de compressão r é definida como r = V i/Vf. 
Valores típicos de r para motores a gasolina e a álcool são, 
respectivamente, r(g) = 9 e r(a) = 11. A eficiência termodinâmica E 
de um motor é a razão entre o trabalho realizado num ciclo 
completo e o calor produzido na combustão. A eficiência 
termodinâmica é função da razão de compressão e é dada por: E 
≈1-1/√r. 
a) Quais são as eficiências termodinâmicas dos motores a álcool 
e à gasolina? 
b) A pressão P, o volume V e a temperatura absoluta T de um gás 
ideal satisfazem a relação (PV)/T = constante. 
Encontre a temperatura da mistura ar-álcool após a compressão 
(ponto f do diagrama). Considere a mistura como um gás ideal. 
Dados: √7≈8/3; √9=3; √11≈10/3; √13≈18/5 
 
29-(UFMS-MS) Um refrigerador é uma máquina termodinâmica 
que pode ser representada pelo diagrama a seguir. Quando o 
refrigerador está em pleno regime de funcionamento, 
Q2representa o calor que é retirado do congelador, enquanto 
Q1 representa o calor que é expelido para o ambiente externo, e W 
é o trabalho realizado sobre essa máquina termodinâmica através 
de um motor/compressor. A eficiência de refrigeradores é 
definida como a razão entre o calor Q2 e o trabalho W, isto é, e = 
Q2 / W, tendo valores situados entre 5 e 7. Alguns refrigeradores 
possuem, no interior do congelador, uma lâmpada L para 
iluminação, que desliga automaticamente quando se fecha a 
porta do congelador. Considere um refrigerador com eficiência e 
constante igual a 5 (cinco), quando em pleno funcionamento, que 
a lâmpada L, no interior do congelador, possui potência igual a 15 
watts, e que toda a sua potência elétrica consumida (15 W), 
quando está ligada, é convertida em calor. Considere que todos 
os isolamentos térmicos do refrigerador sejam perfeitos. Com 
fundamentos na termodinâmica e na eletrodinâmica, assinale a(s) 
proposição(ões) CORRETA(S). 
(01) Quando o refrigerador está em pleno funcionamento, a taxa 
de calor retirada do 
congelador, é cinco vezes 
maior que a taxa de energia 
elétrica consumida pelo 
motor. 
(02) Quando o refrigerador 
está em pleno 
funcionamento, a taxa de 
calor, expelida para o 
ambiente, é menor que a 
taxa de calor retirada do congelador. 
(04) Quando o refrigerador está em pleno funcionamento, e se a 
lâmpada L estiver ligada, para a temperatura do congelador 
permanecer invariável, a potência elétrica consumida pelo 
refrigerador será acrescida de um valor maior que 15 W. 
(08) Se, desde que ligarmos um refrigerador, deixarmos a porta 
dele aberta, no interior de uma sala isolada termicamente, a 
temperatura interna da sala diminuirá enquanto o refrigerador 
estiver ligado. 
(16) Não existe um refrigerador que, em pleno funcionamento, 
retire calor do congelador, expelindo-o para um ambiente que 
esteja a uma maior temperatura, sem consumir energia. 
Em uma transformação isotérmica, mantida a 127°C, o volume de 
certa quantidade de gás, inicialmente sob pressão de 2,0 atm, 
passa de 10 para 20 litros. Considere a constante dos gases R, 
igual a 0,082 atm.R/mol . K. 
 
30-(PUC-MG) A respeito do que faz um refrigerador, pode-se 
dizer que: 
a) produz frio. 
b) anula o calor. 
c) converte calor em frio. 
d) remove calor de uma região e o transfere a outra. 
 
31-(UNICAMP-SP) Com a instalação do gasodutoBrasil-Bolívia, 
a quota de participação do gás natural na geração de energia 
elétrica no Brasil será significativamente ampliada. Ao se queimar 
1,0kg de gás natural obtém-se 5,0.107 J de calor, parte do qual 
pode ser convertido em trabalho em uma usina termoelétrica. 
Considere uma usina queimando 7.200 quilogramas de gás 
natural por hora, a uma temperatura de 1.227°C. O calor não 
aproveitado na produção de trabalho é cedido para um rio de 
vazão 5.000 l/s, cujas águas estão inicialmente a 27°C. A maior 
eficiência teórica da 
conversão de calor em 
trabalho é dada por 
n = 1 – (Tmin/Tmáx), 
sendo T(min) e T(max) 
as temperaturas 
absolutas das fontes 
quente e fria 
respectivamente, ambas expressas em Kelvin. Considere o calor 
específico da água c = 4.000 J/kg°C. 
a) Determine a potência gerada por uma usina cuja eficiência é 
metade da máxima teórica. 
b) Determine o aumento de temperatura da água do rio ao passar 
pela usina. 
 
32-(UEL-PR) “Nossa! Carro movido a frango? Como é possível? 
Empresas de abate de frango estão criando uma tecnologia para 
produzir biocombustível a partir de gordura animal retirada das 
carcaças dos frangos. A produção do biodiesel também gera 
 
 resíduos, como a glicerina, que é reaproveitada, colocando-a na 
caldeira da fábrica de subprodutos para queimar juntamente com 
a lenha. 
O biodiesel é obtido a partir de gorduras e álcool e essa reação 
de transesterificação é favorecida na presença de substâncias 
alcalinas. Um exemplo do processo de transesterificação é 
representado pela equação química não balanceada a seguir. 
 
Dados: massas molares (g/mol): H = 1,00; C = 12,0; O = 16,0. 
Considerar lenha como celulose, cuja fórmula empírica é 
(C6H10O5)n. 
O rendimento ou eficiência de uma máquina térmica ideal é 
calculado por meio da equação: 
η = (Tquente – Tfrio)/Tquente. 
Onde Tquente e Tfria representam as temperaturas mais alta 
(combustão) e mais baixa (próxima à temperatura ambiente) de 
um motor térmico em um ciclo fechado e são expressas em 
unidades Kelvin. 
Em relação a um motor preparado para usar tanto o óleo diesel 
convencional quanto o óleo diesel feito com gordura de frango 
(biodiesel) conforme se lê no texto, considere as afirmativas. 
I – A temperatura mais alta a que está submetido o motor será 
igual à da fervura da gordura de frango, que é muito menor do 
que a temperatura do óleo diesel convencional e, portanto, com 
um rendimento maior. 
II – A equação apresentada descreve o rendimento de uma 
máquina ideal, podendo ser utilizada para analisar o rendimento 
de máquinas reais. 
III – O rendimento de um motor independe do tipo de combustível 
usado; depende apenas das temperaturas mais alta e mais baixa 
a que está submetido. 
IV – O rendimento de qualquer máquina térmica, que pode ser 
calculado pela equação apresentada no enunciado, é inferior a 
100%. 
Assinale a alternativa CORRETA. 
a) Somente as afirmativas I e III são corretas. 
b) Somente as afirmativas II e IV são corretas. 
c) Somente as afirmativas II e IV são corretas. 
d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. 
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 
 
33-(PUC-SP) Um automóvel com motor 1.0 (volume de 1,0 litro), 
conhecido pelo seu menor consumo de combustível, operacom 
pressão média de 8 atm e 3300 rpm (rotações por minuto), 
quando movido a gasolina. O rendimento desse motor, que 
consome, nestas 
condições, 4,0 g/s 
(gramas por segundo) 
de combustível, é de 
aproximadamente 
 
a) 18% 
b) 21% 
c) 25% 
d) 27% 
e) 30% 
 
34-(UEL-PR) A conservação de alimentos pelo frio é uma das 
técnicas mais utilizadas no dia 
a dia, podendo ocorrer pelos 
processos de refrigeração ou 
de congelamento, conforme o 
tipo de alimento e o tempo de 
conservação desejado. 
Sobre os refrigeradores, 
considere as afirmativas. 
I – O refrigerador é uma 
máquina que transfere calor. 
II – O funcionamento do refrigerador envolve os ciclos de 
evaporação e de condensação do gás refrigerante. 
III – O gás refrigerante é uma substância com baixo calor latente 
de vaporização. 
IV – O processo de refrigeração realiza trabalho ao retirar calor da 
fonte fria e transferi-lo para a fonte quente. 
Assinale a alternativa CORRETA. 
a) Somente as afirmativas I e II são corretas. 
b) Somente as afirmativas I e III são corretas. 
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. 
d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. 
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 
 
35-(UEL-PR) Leia o texto a seguir. 
“Por trás de toda cerveja gelada, há sempre um bom freezer. E 
por trás de todo bom freezer, há sempre um bom compressor – a 
peça mais importante para que 
qualquer sistema de refrigeração 
funcione bem. Popularmente 
conhecido como ‘motor’, o 
compressor hermético é 
considerado a alma de um 
sistema de refrigeração. A 
fabricação desses aparelhos 
requer tecnologia de ponta, e o 
Brasil é destaque mundial nesse 
segmento”. 
(KUGLER, H. Eficiência gelada. “Ciência Hoje”. v. 42, n. 252. set. 
2008. p. 46.) 
Assinale a alternativa que representa corretamente o diagrama de 
fluxo do refrigerador. 
 
 
36-(UEPG-GO) A termodinâmica pode ser definida como uma 
ciência experimental baseada em um pequeno número de 
princípios (leis da termodinâmica), que são generalizações feitas 
a partir da experiência. Sobre as leis da termodinâmica, assinale 
o que for correto. 
01) Nenhuma máquina térmica pode apresentar um rendimento 
superior ao de uma máquina de Carnot operando entre as 
mesmas temperaturas. 
02) A 1a lei da termodinâmica é uma afirmação do princípio geral 
da conservação da energia. 
04) A 2a lei da termodinâmica afirma que é indiferente 
transformar integralmente calor em trabalho ou trabalho em 
calor. 
08) Parcela da energia envolvida em um processo irreversível 
torna-se indisponível para a realização de trabalho. 
16) Em um processo cíclico a energia interna do sistema 
apresenta variação nula. 
 
37-(ITA-SP) Uma máquina térmica opera segundo o ciclo JKLMJ 
mostrado no 
diagrama T-S da 
figura. 
Pode-se afirmar 
que 
a) processo JK 
corresponde a 
uma compressão 
isotérmica. 
b) o trabalho realizado pela máquina em um ciclo é W = (T2 – 
T1)(S2 – S1). 
c) o rendimento da maquina é dado por η= 1 – T2/T1. 
d) durante o processo LM, uma quantidade de calor QLM = T1(S2 – 
S1) é absorvida pelo sistema. 
e) outra máquina térmica que opere entre T2 e T1 poderia 
eventualmente possuir um rendimento maior que a desta. 
 
38-(PUC-RS) Para responder a questão, considere o texto e o 
gráfico, o qual relaciona o rendimento de uma máquina de Carnot 
e a razão T2/T1 das temperaturas em que opera a máquina. 
O ciclo de Carnot é um ciclo termodinâmico especial, pois uma 
máquina térmica que opera de acordo com este ciclo entre duas 
temperaturas T1 e T2, com T1 maior do que T2 obtém o máximo 
rendimento possível. O rendimento r de uma máquina térmica é 
definido como a razão entre o trabalho líquido que o fluido da 
máquina executa e o calor que absorve do reservatório à 
temperatura T1. 
Pode-se concluir, pelo gráfico e pelas leis da termodinâmica, que 
o 
rendimento 
da máquina 
de Carnot 
aumenta 
quando a 
razão 
T2/T1 diminu
i, 
a) 
alcançando 
100% quando T2 vale 0ºC. b) alcançando 100% 
quando T1é muito maior do que T2. 
c) alcançando 100% quando a diferença entre T1 e T2 é muito 
pequena. d) mas só alcança 100% porquerepresenta o ciclo 
ideal. 
e) mas nunca alcança 100%. 
 
39-(UFAL) A cada ciclo de funcionamento, o motor de um certo 
automóvel retira 40 kJ do compartimento da fonte quente, onde 
se dá a queima do combustível, e realiza 10 kJ de trabalho. 
Sabendo que parte do calor retirado da fonte quente é 
dispensado para o ambiente (fonte fria) a uma temperatura de 27 
ºC, qual seria a temperatura 
no compartimento da fonte 
quente se esse motor 
operasse segundo o ciclo de 
Carnot? 
Dado: considere que as 
temperaturas em graus 
centígrados, TC, e Kelvin, TK, se relacionam através da expressão 
TC = TK − 273. 
a) 127 ºC 
b) 177 ºC 
c) 227 ºC 
d) 277 ºC 
e) 377 ºC 
 
40-(UEPG-PR) 
 
A termodinâmica pode ser definida como uma ciência 
experimental baseada em um pequeno número de princípios (leis 
da termodinâmica), que são generalizações feitas a partir da 
experiência. Sobre as leis da termodinâmica, assinale o que for 
correto. 
01) Nenhuma máquina térmica pode apresentar um rendimento 
superior ao de uma máquina de Carnot operando entre as 
mesmas temperaturas. 
02) A 1a lei da termodinâmica é uma afirmação do princípio geral 
da conservação da energia. 
04) A 2a lei da termodinâmica afirma que é indiferente 
transformar integralmente calor em trabalho ou trabalho em 
calor. 
08) Parcela da energia envolvida em um processo irreversível 
torna-se indisponível para a realização de trabalho. 
16) Em um processo cíclico a energia interna do sistema 
apresenta variação nula. 
 
41-(CEFET-MG) 
 
Um processo cíclico de Carnot possui um rendimento de 50%. 
 
Uma máquina real, que opera sob as mesmas condições térmicas 
desse ciclo, apresentará um rendimento térmico r, tal que 
a) r 50%. 
b) r = 50%. 
c) r > 50%. 
d) r < 50%. 
 
42-(UFU-MG) 
 
Em relação à Primeira e à Segunda Lei da Termodinâmica, é 
correto afirmar que: 
a) Na expansão isotérmica de um gás ideal monoatômico, a 
temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei 
da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o 
calor absorvido é convertido completamente em trabalho. 
Entretanto, pode-se afirmar que a segunda lei da termodinâmica 
não é violada porque o sistema não está isolado. 
b) Na expansão isotérmica de um gás ideal monoatômico, a 
temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei 
da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o 
calor absorvido é convertido completamente em trabalho e pode-
se afirmar que a segunda lei da termodinâmica é violada, uma vez 
que esse é um sistema isolado. 
c) Na expansão adiabática de um gás ideal monoatômico, a 
temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei 
da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o 
calor absorvido é convertido completamente em trabalho e, 
considerando que esse não é um sistema isolado, pode-se 
afirmar que a segunda lei da termodinâmica é violada. 
d) Na expansão isotérmica de um gás ideal monoatômico, a 
temperatura permanece constante e, de acordo com a segunda lei 
da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o 
calor absorvido é convertido completamente em trabalho. 
Entretanto, pode-se afirmar que a primeira lei da termodinâmica 
não é violada, porque o sistema não está isolado. 
 
43-(UFBA-BA) 
 
Praticamente todos os veículos automotivos são movidos por 
alguma versão de motor de combustão interna de quatro tempos, 
patenteado por Nikolaus Otto em 1876. O motor de quatro tempos 
 
comprime uma mistura de ar-combustível que explode na 
presença de uma faísca, criando uma fonte de calor intensa, mas 
transitória. Embora a busca por combustíveis mais eficientes e 
menos agressivos ao meio ambiente tenha se intensificado desde 
o final do século passado, a combustão de uma mistura ar-vapor 
de gasolina ainda é a reação mais utilizada para mover os 
veículos em todo o mundo. 
(MOYERR, 2009, p. 78). 
Uma análise de aspectos envolvidos no funcionamento de 
motores de quatro tempos permite afirmar: 
01) O motor de combustão interna de quatro tempos opera 
segundo o ciclo de Carnot, no qual um fluido de trabalho sofre 
duas transformações adiabáticas alternadas de duas 
transformações isotérmicas, proporcionando rendimento máximo 
igual a um. 
02) O conteúdo energético dos reagentes é maior do que o dos 
produtos, nas reações que ocorrem nas câmaras de combustão 
dos motores. 
04) A combinação de força e velocidade, obtida por meio de 
engrenagens nos carros movidos a gasolina, independe da 
potência do carro. 
08) O calor de combustão da reação que ocorre nos motores é 
fornecido pela faísca elétrica que provoca a explosão da mistura 
combustível. 
16) A queima de combustíveis derivados do petróleo libera 
energia, que é proveniente da biomassa construída em processos 
energéticos e preservada ao longo do tempo geológico. 
32) A interferência do motor de combustão interna na 
estabilidade do clima decorre do efeito destrutivo dos gases 
liberados sobre a camada de ozônio. 
64) A energia liberada na combustão total de gás metano, um 
substituto da gasolina, em um motor, é maior do que 520kJ/mol, 
se observadas as informações expressas na equação 
termoquímica 
 
44-(UFBA-BA) 
 
A tecnologia é o eixo comum que perpassa todas as dimensões. 
Em um mundo que, a cada dia, nos confunde mais, onde é difícil 
se dizer o que é real, o que é ficção ou o que é virtual, fica muito 
mais complexo definirmos um conceito para esclarecê-la de 
forma objetiva. (MARTINS, 2010). 
A aplicação tecnológica de uma descoberta científica pode levar 
muito tempo. Assim, por exemplo, da descoberta da penicilina 
decorreram quase 30 anos; da energia nuclear, 26 anos; da cópia 
Xerox, 15 anos. (FELTRE, 2004, p. 67). 
Considerando-se que a vida em uma sociedade tecnológica 
condiciona o ser humano a ampliar os limites das ciências na 
busca de um espaço comum, a análise da construção do 
conhecimento científico e sua aplicação às diversas atividades 
humanas permite afirmar: 
01) A elaboração de uma teoria é um processo dinâmico que 
envolve novos conhecimentos construídos ao longo da História, 
como se configura no neodarwinismo. 
02) A constatação de que “mantendo-se a temperatura absoluta 
constante, os volumes dos gases são inversamente 
proporcionais às pressões que suportam” resume a Teoria Geral 
dos Gases. 
04) Os hiatos entre as descobertas científicas e suas aplicações 
são causados pela falta de comunicação entre os componentes 
da comunidade científica. 
08) A máquina a vapor que impulsionou a Revolução Industrial 
está alicerçada na segunda lei da termodinâmica, porque 
possibilita a transformação integral de calor em trabalho útil. 
16) As fibras ópticas utilizadas na medicina apresentam a razão 
entre o índice de refração do núcleo e o índice de refração do 
revestimento maior que um, o que possibilita o transporte de 
informações. 
32) Pasteur, ao manter estéril os líquidos contidos nos famosos 
frascos de pescoço de cisne — em experimento clássico sobre 
biogênese —, contribuiu para o desenvolvimento de técnicas 
para a conservação de alimentos. 
 
45-(ITA-SP) 
 
A inversão temporal de qual dos processos abaixo NÃO violaria a 
segunda lei de termodinâmica? 
a) A queda de um objeto de uma altura Η e subsequente parada 
no chão. 
b) O movimento de um satélite ao redor da Terra. 
c) A freada brusca de um carro em alta velocidade. 
d) O esfriamento de um objeto quente num banho de água fria.e) A troca de matéria entre as duas estrelas de um sistema 
binário. 
 
46- (UFG-GO) 
 
A figura a seguir representa o ciclo de Otto para motores a 
combustão interna. Nesse tipo de motor, a vela de ignição gera 
uma faísca que causa a combustão de uma mistura gasosa. 
Considere que a faísca seja suficientemente rápida, de modo que 
o movimento do pistão 
possa ser desprezado. 
A faísca e a liberação dos 
gases pelo escapamento 
ocorrem, 
respectivamente, nos 
pontos 
(A) A e C. 
(B) B e A. 
(C) D e A. 
(D) D e B. 
(E) O e C. 
 
47-(AFA) 
 
Com relação às máquinas térmicas e a Segunda Lei da 
Termodinâmica, analise as proposições a seguir. 
 
I. Máquinas térmicas são dispositivos usados para converter 
energia mecânica em energia térmica com conseqüente 
realização de trabalho. 
II. O enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica, proposto por 
Clausius, afirma que o calor não passa espontaneamente de um 
corpo frio para um corpo mais quente, a não ser forçado por um 
agente externo como é o caso do refrigerador. 
III. É possível construir uma máquina térmica que, operando em 
transformações cíclicas, tenha como único efeito transformar 
completamente em trabalho a energia térmica de uma fonte 
quente. 
IV. Nenhuma máquina térmica operando entre duas temperaturas 
fixadas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, 
operando entre essas mesmas temperaturas. 
São corretas apenas 
a) I e II b) II e III c) I, III e IV 
 d) II e IV 
 
48-(ENEM-MEC) 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 utilizada 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: 
a) liberação de calor dentro do motor ser impossível. 
b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável. 
c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível. 
d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível. 
e) utilização de energia potencial do combustível ser 
incontrolável. 
 
Segunda Lei da Termodinâmica 
 
01- η=1 – 36/45 — η= 1 – 0,8 — η=0,2=20% 
02- a) η = 1 – T1/T= 1 – (0 + 273)/(100 + 273) — η = 1 – 
273/373=(373 – 273)/373 — η =0,268 ou η = 26,8% 
b) η = 1 – Q1/Q — 0,268= 1 – Q1/1.000 — Q1=732cal 
03- η = 1 – T1/T — 0,25= 1 – (27 + 273)/T — 0,75=300/T — 
T=300/0,75 — T=400K=127oC 
04- η = 1- 275/300 — η = 25/300 — η = 0,08 — η = 8% 
05- R- V V V V V — veja teoria 
06- R- D — veja teoria 
07- η=1 –(273 – 73)/(273 + 227)=1 – 200/500 — η=1 – 0,4=0,6 —
 R- E 
08- (01) Falsa — veja teoria 
(02) Correta — veja teoria 
(04) Falsa — veja teoria 
(08) Verdadeira — o rendimento da máquina de Carnot é função 
exclusiva das temperaturas absolutas das fontes fria e quente e 
não depende da substância que faz a máquina térmica funcionar. 
(16) Verdadeira — veja teoria 
R- (02+08+16) = 26 
09- 01. Falsa — o ciclo de Carnot indica um rendimento máximo, 
mas menor que 100%. 
02. Verdadeira — η= 1 – (273 + 7)/(273 + 37)= 1 – 0,9 — η=90% 
— 20%<η 
04. Verdadeira — a água apresenta densidade máxima a 4oC. 
08. Verdadeira — veja teoria. 
16. Falsa — não viola o princípio da conservação da energia. 
R- (02 + 04 + 08)=14 
10- W=Q1 – │Q2│=3,0.104J — η = W/Q1 — 0,6=3,0.104/Q1 —
 Q1=5,0.104J — Q1– │Q2│=3,0.104J — 5,0.104 – │Q2│= 3,0.104 — 
 │Q2│= 2,0.104J — primeira lei da termodinâmica — ΔQ=W — 
ΔU=ΔQ – W — ΔU=3,0.104 – 3,0.104 — ΔU=0 — R- D 
11- W= Q1 – Q2 — 800=4.000 – Q2 — Q2=3.200J — η = 1 – 
Q2/Q1 — η = 1 – 3.200/4.000 — η = 1,0 – 0,8 — η = 0,2 — 
η = 1 – T2/T1 — 0,2= 1 – 300/T1 — T1=300/0,8 — T1= 375K — R- 
A 
12- I. Correta — os espaços vazios entre as prateleiras facilitam 
as correntes de convecção. 
II. Falsa — a massa de gelo corresponde a um isolante térmico 
evitando que o congelador retire calor do interior da geladeira. 
III. Correta — o calor retirado do interior da geladeira deve sair 
pela “grade”. 
R- D 
13- R- E — veja teoria 
14- Com T1=500K e T2=250K, o rendimento máximo dessa 
máquina valeria — η = 1 – T2/T1=1 – 250/500 — η = 0,5 — se o 
trabalho produzido por essa máquina fosse W=0,75Q1 e o calor 
rejeitado fosse Q2=0,25Q1, o rendimento dessa máquina seria — 
η = Q1 – Q2/Q1 — η = W/Q1=0,75Q1/Q1 — η =0,75 — esse 
rendimento é impossível, pois é maior que o rendimento de uma 
máquina de Carnot operando entre as mesmas fontes — R- A 
15- No tempo 2, ocorre a compressão: com as válvulas fechadas, 
o êmbolo sobe, movido pelo virabrequim, comprimindo a mistura 
ar combustível rapidamente — observe que como a compressão 
é muito rápida, não ocorre trocas de calor com o meio, portanto o 
processo é adiabático — R- B 
16- η = 1 – X/400 — 1= 1 – X/400 — 0=T/400 — T=0K — R- 
D — Observação — para o rendimento ser de 100% a 
temperatura da fonte fria deveria ser a temperatura absoluta 0K (-
273oC), o que, de acordo com a segunda lei da Termodinâmica 
não pode ocorrer — veja teoria de entropia. 
17- I. Falsa — temperatura é um número associado ao nível de 
vibração das moléculas. 
II. Verdadeira — veja teoria 
III. Verdadeira — adiabática — Q=0 — ΔU=Q – W — ΔU= 0 – 
W — ΔU=-W — observe que numa expansão — W>0 e, 
consequentemente ΔU<0. 
IV. Falsa — você pode comprimi-lo isotermicamente que sua 
temperatura aumenta. 
R- D 
18- a) Transformação Isotérmica: ocorre à temperatura 
constante — Transformação adiabática: ocorre sem quem haja 
trocas de calor 
b) η=1 – 400/800=1 – ½ — η=0,5=50% 
c) Se o rendimento é de 50%, de todo calor recebido essa 
porcentagem é transformada em trabalho — W=500J 
19- η=30/100=0,3 — η = 1 – T2/T1 — 0,3= 1 – T2/T1 — T1=T2/0,7 
— T’=2T1 — T’=2T2/0,7 — T’=T2/0,35 — η’=1 – T2/T1 — η’= 1 – 
T2/(T2/0,35) — η’=1 – 0,35 — η’=0,65 — R- E 
20- Cálculo do máximo rendimento dessa máquina — η = 1 – 
300/500 — η=1,0 – 0,6 — η = 0,4=40% — nenhuma das 
máquinas pode ter rendimento superior a 0,4 — A — η 
=10.000/10.000 — η=1 (não pode, superior a 0,4) — B — 
η=6.000/12.000 — η=0,5 (não pode, superior a 0,4) — C — 
η=3.000/8.000 — η=0,375 — (pode, inferior a 0,4) — R- C 
21- I. Verdadeira — veja teoria 
II. Falsa — como no decorrer do ciclo a temperatura varia, 
energia interna também variará 
III. Falsa — é impossível transformar todo calor recebido em 
trabalho 
R- A 
22- R- C — veja teoria 
23- 01. Correta — compressão rápida é adiabática (não troca 
calor com o ambiente) — Q=0 — ΔU=Q – W — ΔU= -W — na 
compressão o volume diminui e o W é negativo — ΔU= – (-W) —
 ΔU > 0. 
02. Falsa — duas isotérmicas e duas adiabáticas. 
04. Falsa — depende também da temperatura da fonte fria. 
08. Correta — veja teoria 
16. Correta — veja teoria 
R- (01 + 08 + 16)=25 
24- Temperatura está associada ao numero que mede o 
movimento oscilatório das moléculas — no compartimento das 
mais velozes, a temperatura é maior e no das mais lentas, a 
temperatura é maior