Termodinâmica no Enem

 O Super Vestibular traz hoje dicas para questões sobre Termodinâmica no Enem, que é mais um dos temas presentes no edital do exame deste ano.

A Termodinâmica é a área da Física que estuda a transformação de energia térmica (calor) em trabalho mecânico. Esse princípio é a base para o funcionamento das máquinas térmicas, como os motores de combustão interna e os refrigeradores.

De acordo com o edital, as questões sobre termodinâmica no Enem podem abordar os seguintes conteúdos: Máquinas térmicas, ciclo de Carnot, leis da Termodinâmica, comportamento de gases ideais e as aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano.

Nos últimos anos, a Termodinâmica foi um tema bastante frequente no Enem, com assuntos sempre contextualizados e características semelhantes. Por essa razão, a resolução de provas anteriores pode fazer grande diferença na preparação para o exame!

Veja agora um exemplo de questão sobre Termodinâmica retirada da prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias de 2009.

Questão 39

A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.

Ilustração dos componentes necessários para o funcionamento da geladeira

Disponível em: http://home.howstuffworks.com.

Acesso em: 19 out. 2008 (adaptado).
 

Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,

a) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.

b) o calor flui de forma não espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.

c) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.

d) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.

e) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia.

Resolução

Alternativa B

Quando colocamos em contato dois corpos com temperaturas diferentes, a tendência é de que o calor transfira-se naturalmente do corpo mais quente para o corpo mais frio. Porém, para que uma geladeira funcione, deve ocorrer o processo contrário: o calor deve fluir de seu interior para seu exterior, ou seja, fluir de um local frio para um local quente. Esse processo não ocorre de forma espontânea. Na geladeira, essa é a função do compressor.

Veja também uma questão retirada da prova de Ciências da Natureza e suas tecnologias do Enem de 2011.

Questão 64

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 quer 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 da

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.

Resolução

A resposta correta é a alternativa C.

Em uma máquina térmica, como o motor de combustão interna, é impossível a conversão integral de calor em trabalho, pois, no processo de conversão de energia, ocorrem perdas, que podem ser oriundas, por exemplo, do atrito entre as peças do motor por falta de lubrificação ou de perdas de calor por radiação e convecção para o meio externo.

Observe que as questões analisadas não envolvem cálculos matemáticos. Sendo assim, é muito importante que o aluno tenha uma boa leitura e capacidade de interpretação de texto. Para ficar por dentro de curiosidades sobre as máquinas térmicas e dos princípios da Termodinâmica, confira os textos da seção de Termologia, que traz vários conceitos e curiosidades sobre o conteúdo.