O documento contém 6 questões sobre máquinas térmicas e o segundo princípio da termodinâmica. A primeira questão explica que qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria. As questões subsequentes calculam valores como temperatura da fonte fria, trabalho realizado e rendimento para diferentes máquinas térmicas operando entre fontes quente e fria.

1. Questão 1 (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.
Resposta Questão 1
Alternativa D
Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte quente, converte uma parte desse calor em
trabalho e rejeita outra parte para uma fonte fria. O calor nunca é convertido completamente em
trabalho.
Questão 2 (UNIVALI - SC) Uma máquina térmica opera segundo o ciclo de Carnot entre as
temperaturas de 500K e 300K, recebendo 2 000J de calor da fonte quente. O calor rejeitado para a
fonte fria e o trabalho realizado pela máquina, em joules, são, respectivamente:
a) 500 e 1 500
b) 700 e 1 300
c) 1 000 e 1 000
d) 1 200 e 800
e) 1 400 e 600
Resposta Questão 2
Calculando o calor da fonte quente:
Por aproximação, podemos considerar a resposta como 1200 J.

2. Calculando o trabalho:
Alternativa D
Questão 3 Uma máquina térmica cíclica recebe 5000 J de calor de uma fonte quente e realiza
trabalho de 3500 J. Calcule o rendimento dessa máquina térmica.
Resposta Questão 3
O rendimento é dado pela razão entre o trabalho realizado e o calor recebido:
N = T/Q1
N = 3.500/5000
N= 0,7 ou 70%
Questão 4 Uma máquina térmica recebe 800 J de calor de uma fonte quente, em uma temperatura
de 400 K, e rejeita 300 J para uma fonte fria. Calcule a temperatura da fonte fria e o trabalho
realizado pela máquina.
Resposta Questão 4
A temperatura da fonte fria:
Q2/Q1=T2/T1
300 / 800=T2/400
0,375 . 400 = T2
T2 = 150 K
O trabalho realizado:
T = Q2 – Q1
T = 800 – 300
T = 500 J
Questão 5 Um motor térmico perfeito funciona entre uma fonte quente mantida a 100 oC e uma
fonte fria a 50 oC, calcular:

3. a) O rendimento desta máquina;
b) O trabalho que este motor pode fornecer quando recebe 10000 kcal da fonte quente. Adote
1 cal = 4,2 J .
Dado do problema
temperatura da fonte quente: t q = 100 oC;
temperatura da fonte fria: tf = 50 oC.
Esquema do problema
Solução
Em primeiro lugar devemos converter as temperaturas dadas em graus celsius (oC)
para kelvins (K) e a energia (calor) dada no item (b) em quilocalorias (kcal) para joules (J)
usado no Sistema Internacional (S.I.)
T q = t q 273 = 100 273 = 373 K 
T f = t f 273 = 50 273 = 323 K 
Q = 10 000 kcal = 10000 . 103
cal. 4,2 J/ 1 cal
= 1. 107
. 4,2 J = 4,2.107
J
a) O rendimento será
b) Usamos a expressão do rendimento em função do trabalho realizado ( I ) e da quantidade
de calor recebido ( Q )
Questão 6 Um gás sofre duas transformações em sequência, primeiro uma transformação
isométrica, onde recebe 200 joules de calor, em seguida uma transformação isobárica recebendo
150 joules de calor, conforme figura ao lado. Calcule em cada processo o trabalho realizado na
transformação e a variação da energia interna do gás.

4. Solução
• Transformação isométrica, isocórica ou isovolumétrica de A para B
Nesta transformação não há variação de volume ( ∆V = 0 ), portanto, o trabalho
realizado será nulo
A variação da energia interna neste processo será
• Transformação isobárica de B para C
Nesta o trabalho realizado será
A variação da energia interna neste processo será