Qual das seguintes descrições explica corretamente o processo de conversão de calor em trabalho mecânico em uma máquina térmica?
(A) -
o calor é retirado de uma fonte quente e utilizado para aquecer um fluido, que se expande e empurra um pistão.
(B) -
o calor é gerado por meio da queima de um combustível, que converte a energia química em energia térmica.
(C) -
o calor é transferido para uma fonte fria, o que faz com que o fluido se condense e libere energia.
(D) -
o calor é armazenado em uma bateria e posteriormente convertido em energia elétrica.
(E) -
o calor é dissipado para o ambiente, o que reduz a eficiência da máquina.
Explicação
A conversão de calor em trabalho mecânico em uma máquina térmica ocorre por meio do seguinte processo:
- aquecimento de um fluido: o calor é retirado de uma fonte quente e utilizado para aquecer um fluido, como água ou vapor.
- expansão do fluido: o aquecimento faz com que o fluido se expanda, aumentando seu volume.
- empurramento do pistão: a expansão do fluido empurra um pistão, que converte o movimento em trabalho mecânico.
Análise das alternativas
As demais alternativas descrevem processos diferentes ou não relacionados à conversão de calor em trabalho mecânico em uma máquina térmica:
- (b): geração de calor por combustão, que é uma etapa anterior à conversão de calor em trabalho mecânico.
- (c): transferência de calor para uma fonte fria, que é parte do ciclo de refrigeração de uma máquina térmica.
- (d): armazenamento de calor em uma bateria, que não é um processo envolvido na conversão de calor em trabalho mecânico.
- (e): dissipação de calor para o ambiente, que é uma perda de energia e reduz a eficiência da máquina.
Conclusão
A conversão de calor em trabalho mecânico em uma máquina térmica é um processo crucial para a produção de energia em vários setores, incluindo transporte, geração de eletricidade e aquecimento. entender esse processo é essencial para projetar e operar máquinas térmicas eficientes e sustentáveis.