Questão 61 do Enem 2014 (reaplicação): como Carnot aumentou a eficiência da máquina a vapor

Enem 2014 (reaplicação) · 1º dia · caderno branco · Física · Termologia

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E aumentar a pressão dentro do recipiente e manter seu volume.

As máquinas térmicas foram aprimoradas durante a primeira Revolução Industrial, iniciada na Inglaterra no século XVIII. O trabalho do engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot, que notou a relação entre a eficiência da máquina a vapor e a diferença de temperatura entre o vapor e o ambiente externo, foi fundamental para esse aprimoramento.

A solução desenvolvida por Carnot para aumentar a eficiência da máquina a vapor foi

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

O que aumenta a eficiência da máquina a vapor segundo Carnot.

A ideia de Carnot

O rendimento máximo de uma máquina térmica depende da diferença de temperatura entre a fonte quente e a fria:

\eta = 1 - \frac{T_{fria}}{T_{quente}}

Quanto mais quente o vapor em relação ao ambiente, maior a eficiência.

Como esquentar o vapor

Para um gás num recipiente de volume fixo, pressão e temperatura são proporcionais:

\frac{p}{T} = \text{constante}

Aumentar a pressão mantendo o volume eleva a temperatura do vapor (e a água ferve a uma temperatura maior). A diferença de temperatura cresce, e o rendimento também.

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Reduzir o volume com pressão constante esfria o vapor.
B
Volume maior com pressão proporcionalmente menor mantém a temperatura.
C
Reduzir volume e pressão juntos diminui a temperatura.
D
Reduzir a pressão com volume fixo esfria o vapor.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 604 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 31ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

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