Entenda o Funcionamento das Máquinas Térmicas no 8º Ano
Tema: Explicar o funcionamento de máquinas térmicas (conversão de calor em trabalho, fluxo de calor, equilíbrio térmico, fonte de energia, perdas de energia).
Etapa/Série: 8º ano
Disciplina: Ciências
Questões: 3
Prova de Ciências – 8º Ano
Tema: Funcionamento de Máquinas Térmicas
INSTRUÇÕES: Leia atentamente cada questão e escolha a alternativa correta. Cada questão vale 1 ponto.
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Questão 1
Em uma máquina térmica, a conversão de calor em trabalho é um processo fundamental. Esse tipo de máquina é capaz de realizar trabalho mecânico a partir da energia térmica recebida. Qual das alternativas a seguir descreve corretamente esse funcionamento?
a) A máquina térmica transforma energia mecânica em energia térmica.
b) A máquina térmica transforma energia térmica em trabalho mecânico ao extrair calor de uma fonte quente e transferi-lo para uma fonte fria.
c) A máquina térmica converte toda a energia térmica em trabalho mecânico sem perdas.
d) A máquina térmica funciona apenas com combustível fóssil para obter energia térmica.
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Questão 2
A eficiência de uma máquina térmica é um fator importante a ser considerado, uma vez que sempre existem perdas de energia, principalmente na forma de calor. O que representa a eficiência de uma máquina térmica?
a) A quantidade de trabalho realizado dividida pela quantidade de calor absorvido, expressa em porcentagem.
b) A quantidade de calor rejeitado para a fonte fria.
c) O total de energia utilizada para operar a máquina.
d) A soma de todas as fontes de energia utilizadas na máquina.
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Questão 3
O conceito de equilíbrio térmico é essencial para entender o funcionamento de máquinas térmicas. Quando uma máquina térmica atinge o equilíbrio térmico, isso significa que:
a) Não há mais transferência de calor entre a fonte quente e a fonte fria.
b) A máquina está operando de forma otimizada, convertendo 100% do calor em trabalho.
c) A temperatura da fonte quente e da fonte fria se igualam, impossibilitando a realização de trabalho.
d) A máquina não consegue operar novamente até que o equilíbrio térmico seja quebrado.
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Gabarito
Questão 1: b)
Justificativa: A opção correta descreve que a máquina térmica transforma energia térmica em trabalho mecânico ao extrair calor de uma fonte quente e rejeitá-lo para uma fonte fria. Essa é a essência do funcionamento das máquinas térmicas, conforme descrito pelo ciclo de Carnot e outras teorias térmicas. As alternativas a) e c) estão incorretas porque não refletem o princípio da conservação de energia. A alternativa d) é incorreta, pois as máquinas térmicas podem funcionar com diversas fontes de energia, e não apenas com combustível fóssil.
Questão 2: a)
Justificativa: A eficiência é definida como a razão entre o trabalho realizado pela máquina e a quantidade de calor absorvido, expressa em porcentagem. Essa métrica é fundamental para avaliar o desempenho das máquinas térmicas. As outras alternativas não representam o conceito de eficiência de forma correta.
Questão 3: c)
Justificativa: O equilíbrio térmico ocorre quando as temperaturas da fonte quente e da fonte fria se tornam iguais, o que impede a contínua transferência de calor e, portanto, a conversão de calor em trabalho. Esta condição é crucial para entender quando uma máquina térmica pode ou não operar. As opções a), b) e d) não refletem adequadamente o conceito de equilíbrio térmico, sendo a opção a) parcialmente correta, mas não suficiente para abranger todo o significado do equilíbrio em máquinas térmicas.
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