Questão 44 Comentada - Universidade Federal Fluminense (UFF) - Engenheiro/Área Mecânica - COSEAC (2025)

Um engenheiro mecânico está avaliando o desempenho teórico de um motor térmico ideal que opera com um ciclo de Carnot. O projeto considera um reservatório de alta temperatura a 600 K (como um trocador de calor alimentado por gases de combustão) e um reservatório de baixa temperatura a 300 K (representando o meio ambiente). Durante o funcionamento, o motor recebe 1200 kJ de calor da fonte quente por ciclo. Considerando o comportamento ideal do ciclo de Carnot, o trabalho líquido produzido pelo motor térmico em cada ciclo, desconsiderando perdas irreversíveis, é de

  • A 300 kJ.
  • B 400 kJ.
  • C 500 kJ.
  • D 600 kJ.
  • E 700 kJ.

Gabarito comentado da Questão 44 - Universidade Federal Fluminense (UFF) - Engenheiro/Área Mecânica - COSEAC (2025)

Para um motor de Carnot, o rendimento térmico é dado por: η = 1 - (TF/TQ) onde: TQ = 600 K (fonte quente) TF = 300 K (fonte fria) Substituindo os valores: η = 1 - (300/600) = 1 - 0,5 = 0,5 (50%) O trabalho líquido por ciclo é calculado por: W = η × QQ W = 0,5 × 1200 kJ = 600 kJ Portanto, a alternativa correta é D) 600 kJ, conforme determinado pelo rendimento máximo teórico do ciclo de Carnot entre as temperaturas especificadas.

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