A Revolução Industrial, iniciada no século XVIII, na Inglaterra, teve como uma de suas principais características a introdução de máquinas no processo de produção de bens. As primeiras indústrias precisavam aquecer a água e transformá-la em vapor. O processo de produção envolvia sobretudo a utilização de energia térmica, o que estimulou o estudo do funcionamento das máquinas térmicas, ajudando a criar o campo de estudo da termodinâmica. (Adaptado de VÁLIO, A. B. M. et al. Ser Protagonista: Física, 2: Ensino Médio. 3. ed. São Paulo: Edições SM, 2016) Com relação às máquinas térmicas e ao equilíbrio termodinâmico, avalie se as afirmativas a seguir são verdadeiras (V) ou falsas (F). ( ) Em uma máquina térmica há troca de energia entre o interior e o exterior, de maneira que se forma um sistema termodinâmico composto de três partes: a fonte de calor, a máquina realizando trabalho e o meio externo. ( ) Diferente da máquina à vapor, a máquina com motor a combustão que usa como combustível os derivados do petróleo, não é uma máquina térmica. ( ) Em máquinas térmicas reais o rendimento é 100%, não ocorrendo perdas na forma de calor. As afirmativas são, respectivamente,
- A)F – V – V.
Errada, porque a segunda e a terceira afirmativas são falsas, não verdadeiras.
- B)F – F – F.
Errada, porque a primeira afirmativa é verdadeira.
- C)V – F – V.
Errada, porque a segunda afirmativa é falsa e a terceira também.
- D)V – F – F.
Certa, pois a primeira afirmativa é verdadeira e as duas seguintes são falsas.
- E)V – V – F.
Errada, porque a segunda afirmativa não é verdadeira.
Gabarito: D
Máquina térmica é todo dispositivo que transforma parte do calor recebido em trabalho mecânico, sempre trocando energia com um foco quente e, inevitavelmente, rejeitando parte desse calor para um foco frio. É por isso que ela não funciona “no vácuo”: existe um sistema com fonte quente, máquina e meio externo, mas a descrição da primeira assertiva fica imprecisa ao falar em três partes como se a máquina fosse apenas um componente isolado do processo. Em termos de termodinâmica, o importante é entender que há fluxo de calor, realização de trabalho e tentativa de converter energia térmica em trabalho útil. A segunda afirmativa erra feio ao dizer que motor a combustão não é máquina térmica. É sim, porque ele também transforma energia térmica em trabalho, só que o calor vem da combustão interna do combustível, em vez de uma caldeira externa como na máquina a vapor. Ou seja, mudou a forma de fornecer calor, mas não a natureza do processo. A terceira afirmativa é falsa porque nenhuma máquina térmica real tem rendimento de 100%. Sempre há perdas, principalmente por dissipação de calor para o ambiente. Isso está em linha com a 2ª lei da Termodinâmica: não existe conversão integral de calor em trabalho em um ciclo real. Então, para a sequência pedida, a alternativa correta é D: V - F - F.