Banco de questões: Termodinâmica: 1ª Lei da Termodinâmica

Um motor térmico opera através de ciclos, realizando trabalho e trocando calor com seu ambiente, de modo a converter energia térmica em energia mecânica. Um motor térmico particular, com uma capacidade térmica específica de 1000 J/kg.K, trabalha entre duas temperaturas: T1 = 500 K, no reservatório quente, e T2 = 300 K, no reservatório frio. A quantidade de gás no motor é 2 kg. O motor trabalha absorvendo calor do reservatório quente, expandindo-se e realizando trabalho, e posteriormente transferindo calor para o reservatório frio e contraindo, mantendo sua energia interna. (a) Calcule a quantidade de calor que o motor recebe do reservatório quente (Q1) e do reservatório frio (Q2) durante um ciclo completo, sabendo que a variação de temperatura de cada etapa é igual à metade da diferença total entre as temperaturas dos reservatórios. (b) Determine o trabalho realizado pelo motor durante um ciclo completo (W). (c) Calcule a eficiência térmica do motor (η).

Um dos principais métodos utilizados para medir as variações na troca térmica entre dois meios é através da Lei da Conservação da Energia (1ª Lei da Termodinâmica). Esta lei estabelece que nenhuma quantidade energética pode ser criada ou destruída durante uma reação química ou física; portanto ela se conservará constante no sistema fechado em estudo. Com base nessa informação qual alternativa abaixo está corretamente relacionada?

Uma empresa desenvolveu um protótipo de motor de eficiência térmica que utiliza a primeira lei da termodinâmica para controlar a troca de calor e trabalho. Em um determinado ciclo, o motor possui 100 J de energia interna e realiza 25 J de trabalho. De acordo com a primeira lei da termodinâmica, quanto calor foi absorvido pelo motor durante esse ciclo?