Máquinas térmicas. — ENEM 2026

O essencial — amostra. O conteúdo completo (pontos-chave, pegadinhas, como cai e como aprofundar) fica no Papirando.

Máquina térmica é qualquer dispositivo que, operando em ciclos, converte parte do calor em trabalho mecânico. Para funcionar, ela precisa operar entre duas fontes de calor com temperaturas diferentes: uma fonte quente (Tq), de onde retira uma quantidade de calor (Qq), e uma fonte fria (Tf), para onde rejeita uma quantidade de calor (Qf). A diferença entre o calor recebido e o calor rejeitado é convertida em trabalho (W). A equação fundamental, derivada da Primeira Lei da Termodinâmica aplicada a um ciclo, é W = Qq - Qf. O objetivo de uma máquina térmica é realizar trabalho, como o motor de um carro ou uma usina termelétrica. O conceito central é o rendimento (η), que mede a eficiência da máquina em converter calor em trabalho. Ele é definido pela razão entre o trabalho útil realizado e o calor retirado da fonte quente: η = W / Qq. Como W = Qq - Qf, o rendimento também pode ser expresso como η = 1 - (Qf / Qq). Um ponto crucial, estabelecido pela Segunda Lei da Termodinâmica, é que nenhuma máquina térmica pode ter rendimento de 100%, pois é impossível converter integralmente calor em trabalho em um processo cíclico. Sempre haverá uma quantidade de calor Qf rejeitada para a fonte fria.