Questão 83 do ENEM 2012

Como resolver a questão 83 passo a passo?

O conceito que resolve

O conceito central é a segunda lei da termodinâmica, que estabelece que nenhum processo de conversão de energia é 100% eficiente. Em máquinas térmicas, como motores a combustão, sempre haverá uma fração de energia perdida, limitando o rendimento máximo possível.

Como chegar na resposta

1. Analisar o texto para identificar o objetivo da pesquisa: aumentar a eficiência da queima de combustível.
2. Identificar o fator limitante mencionado: a busca da eficiência apresenta um fator limitante.
3. Avaliar as alternativas à luz do conhecimento de termodinâmica e engenharia de motores.
4. Concluir que a alternativa B, baseada no princípio da termodinâmica de que o rendimento nunca é ideal, é a correta, pois explica a impossibilidade de alcançar 100% de eficiência devido às perdas inerentes ao sistema.

Por que cada alternativa

• AEste é um problema de sustentabilidade e disponibilidade, não um fator limitante físico ou termodinâmico para a eficiência da queima em si. A questão pergunta sobre o que limita a eficiência, não a viabilidade a longo prazo.
• BEsta é a resposta correta. A segunda lei da termodinâmica estabelece que sempre haverá perdas de energia (entropia) em qualquer processo de conversão, tornando impossível um rendimento de 100%. Isso é o fator limitante fundamental para a eficiência dos motores.
• CEmbora o funcionamento cíclico implique em perdas, ele não é o fator limitante da eficiência em si; é uma característica do design do motor. A limitação vem do fato de que, mesmo em um ciclo, a energia não pode ser convertida totalmente, o que é explicado pela termodinâmica.
• DO atrito é uma causa de perda de energia, mas é uma consequência do princípio termodinâmico, não a causa raiz da limitação. A fadiga e ruptura são problemas de durabilidade, não de eficiência máxima teórica.
• EEsta afirmação é fisicamente incorreta. O plasma de ignição é gerado por descarga elétrica, não por aquecimento do motor até a fusão. A temperatura de operação do motor não é o fator limitante para a eficiência da queima; na verdade, motores mais quentes podem ser mais eficientes, mas estão limitados pela termodinâmica, não pela temperatura de fusão do aço.

Onde essa questão derruba a maioria

A pegadinha está nas alternativas que confundem causas de perda de energia (como atrito ou combustível fóssil) com o princípio fundamental que limita a eficiência. A resposta correta exige entender que a limitação vem da física da termodinâmica, não de detalhes específicos do design ou do combustível usado.

O que estudar se você errou

É importante revisar o conceito de entropia e a segunda lei da termodinâmica, que afirma que o calor não pode ser convertido totalmente em trabalho sem perdas. Isso é o que limita a eficiência de todos os motores térmicos, incluindo os a combustão.