Em qual das seguintes situações uma máquina térmica seria mais eficiente?
(A) -
um motor de carro em uma estrada congestionada
(B) -
uma turbina eólica em uma noite calma
(C) -
um motor a diesel em uma usina elétrica
(D) -
um fogão à gás ligado o dia todo
(E) -
uma geladeira funcionando constantemente
Dica
- use fontes quentes e frias com grandes diferenças de temperatura.
- minimize as perdas de calor durante a operação.
- use materiais com alta condutividade térmica e baixa perda de calor.
- otimize o design da máquina para reduzir o atrito e outras perdas.
Explicação
Uma máquina térmica é mais eficiente quando opera com uma grande diferença de temperatura entre sua fonte quente e sua fonte fria. em uma usina elétrica, o motor a diesel possui uma fonte quente (o combustível em combustão) e uma fonte fria (o ambiente externo). essa grande diferença de temperatura permite que o motor converta mais calor em trabalho mecânico, resultando em maior eficiência.
Análise das alternativas
Nas demais alternativas, a eficiência da máquina térmica seria menor devido a:
- (a): tráfego congestionado reduz a velocidade do carro, diminuindo a diferença de temperatura e, consequentemente, a eficiência.
- (b): noite calma reduz a velocidade do vento, diminuindo a diferença de temperatura e a eficiência da turbina eólica.
- (d): fogão à gás ligado o dia todo mantém uma temperatura constante, resultando em baixa diferença de temperatura e baixa eficiência.
- (e): geladeira funciona para manter uma temperatura interna fria, resultando em baixa diferença de temperatura e baixa eficiência.
Conclusão
A eficiência das máquinas térmicas é fundamental para o uso eficiente da energia. fatores como diferença de temperatura e design da máquina podem influenciar significativamente a eficiência.