Segunda Lei da Termodinâmica e Entropia

01. (Enem PPL 2022) Um menino está ajudando sua mãe na cozinha. Ela lhe pede que tire do fogo uma panela que já estava lá há bastante tempo, em fogo baixo, orientando-lhe que tome cuidado para não se queimar, buscando tocar apenas no cabo de madeira, e não na base de metal da panela.

A mãe lhe fez essa recomendação porque o metal, em relação à madeira, apresenta maior

1. calor específico.
2. energia interna.
3. temperatura.
4. condutividade térmica.
5. coeficiente de dilatação térmica.

02. (Enem PPL 2021) Alguns recipientes de cozinha apresentam condutividade térmica apropriada para acondicionar e servir alimentos. Assim, os alimentos acondicionados podem manter a temperatura, após o preparo, por um tempo maior. O quadro contém a condutividade térmica (k) de diferentes materiais utilizados na produção desses recipientes.

Considerando recipientes de mesma espessura, qual o material recomendado para manter o alimento aquecido por um maior intervalo de tempo?

1. I
2. II
3. III
4. IV
5. V

03. (Enem 2020) Os manuais de refrigerador apresentam a recomendação de que o equipamento não deve ser instalado próximo a fontes de calor, como fogão e aquecedores, ou em local onde incida diretamente a luz do sol. A instalação em local inadequado prejudica o funcionamento do refrigerador e aumenta o consumo de energia.

O não atendimento dessa recomendação resulta em aumento do consumo de energia porque

1. o fluxo de calor por condução no condensador sofre considerável redução.
2. a temperatura da substância refrigerante no condensador diminui mais rapidamente.
3. o fluxo de calor promove significativa elevação da temperatura no interior do refrigerador.
4. a liquefação da substância refrigerante no condensador exige mais trabalho do compressor.
5. as correntes de convecção nas proximidades do condensador ocorrem com maior dificuldade.

04. (Enem PPL 2020) Em um manual de instruções de uma geladeira, constam as seguintes recomendações:

• Mantenha a porta de seu refrigerador aberta apenas o tempo necessário;

• É importante não obstruir a circulação do ar com a má distribuição dos alimentos nas prateleiras;

• Deixe um espaço de, no mínimo, 5 cm entre a parte traseira do produto (dissipador serpentinado) e a parede.

Com base nos princípios da termodinâmica, as justificativas para essas recomendações são, respectivamente:

1. Reduzir a saída de frio do refrigerador para o ambiente, garantir a transmissão do frio entre os alimentos na prateleira e permitir a troca de calor entre o dissipador de calor e o ambiente.
2. Reduzir a saída de frio do refrigerador para o ambiente, garantir a convecção do ar interno, garantir o isolamento térmico entre a parte interna e a externa.
3. Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a convecção do ar interno e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.
4. Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a transmissão do frio entre os alimentos na prateleira e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.
5. Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a convecção do ar interno e garantir o isolamento térmico entre as partes interna e externa.

05. (Enem 2016 PPL) Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão. poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter 100% de rendimento.

Tal limitação ocorre porque essas máquinas

1. realizam trabalho mecânico.
2. produzem aumento da entropia.
3. utilizam transformações adiabáticas.
4. contrariam a lei da conservação de energia.
5. funcionam com temperatura igual à da fonte quente.

06. (Enem 2016 PPL) Num dia em que a temperatura ambiente é de 37°C, uma pessoa, com essa mesma temperatura corporal, repousa à sombra. Para regular sua temperatura corporal e mantê-la constante, a pessoa libera calor através da evaporação do suor. Considere que a potência necessária para manter seu metabolismo é 120 W e que, nessas condições, 20% dessa energia é dissipada pelo suor, cujo calor de vaporização é igual ao da água (540 cal/g). Utilize 1 cal igual a 4 J.

Após duas horas nessa situação, que quantidade de água essa pessoa deve ingerir para repor a perda pela transpiração?

1. 0,8g
2. 0,44g
3. 1,30g
4. 1,80g
5. 80,0g

07. (Enem 2016 PPL) Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão. poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter 100% de rendimento.

Tal limitação ocorre porque essas máquinas

1. realizam trabalho mecânico.
2. produzem aumento da entropia.
3. utilizam transformações adiabáticas.
4. contrariam a lei da conservação de energia.
5. funcionam com temperatura igual à da fonte quente.

08. (Enem 2012) Aumentar a eficiência na queima de combustı́vel dos motores a combustão e reduzir suas emissões de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. É também o foco de uma pesquisa brasileira que envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faı́sca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustı́vel gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia que, por sua vez, faz o motor funcionar.

Disponı́vel em: www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 22 jul. 2010 (adaptado).

No entanto, a busca da eficiência referenciada no texto apresenta como fator limitante

1. o tipo de combustı́vel, fóssil, que utilizam. Sendo um insumo não renovável, em algum momento estará esgotado.
2. um dos princı́pios da termodinâmica, segundo o qual o rendimento de uma máquina térmica nunca atinge o ideal.
3. o funcionamento cı́clico de todos os motores. A repetição contı́nua dos movimentos exige que parte da energia seja transferida ao próximo ciclo.
4. as forças de atrito inevitável entre as peças. Tais forças provocam desgastes contı́nuos que com o tempo levam qualquer material à fadiga e ruptura.
5. a temperatura em que eles trabalham. Para atingir o plasma, é necessária uma temperatura maior que a de fusão do aço com que se fazem os motores.

09. (Enem 2011) 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 ultilizada para a realização de trabalho. Isso significa 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 de a

1. liberação de calor dentro do motor ser impossível.
2. realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.
3. conversão integral de calor em trabalho ser impossível.
4. transformação de energia térmica em cinética ser impossível.
5. utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.