Questão 66 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar o texto fornecido e relacioná-lo com os princípios da Termodinâmica.

O enunciado descreve o funcionamento de um motor térmico, afirmando que a energia armazenada no combustível é liberada durante a combustão. No entanto, o ponto central do texto é a afirmação de que "parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizado para a realização de trabalho", o que resulta em um "vazamento da energia em outra forma".

Na Física, esse comportamento é explicado pela Segunda Lei da Termodinâmica. Um dos enunciados mais famosos dessa lei, o enunciado de Kelvin-Planck, diz o seguinte: É impossível construir uma máquina térmica que, operando em um ciclo termodinâmico, converta integralmente todo o calor recebido em trabalho.

Em outras palavras, qualquer motor térmico real precisa receber calor de uma fonte quente (no caso, a combustão do combustível), transformar parte desse calor em trabalho útil (movimentar o veículo, por exemplo) e, obrigatoriamente, rejeitar o restante do calor para uma fonte fria (o meio ambiente, através do escapamento e do sistema de arrefecimento). Esse calor rejeitado é o "vazamento" mencionado no texto.

Vamos analisar as alternativas com base nisso:

• A) liberação de calor dentro do motor ser impossível: Incorreto. A liberação de calor é exatamente o que acontece durante a queima do combustível.
• B) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável: Incorreto. O trabalho realizado pelo motor é perfeitamente controlável pelo operador (ao acelerar ou frear, por exemplo).
• C) conversão integral de calor em trabalho ser impossível: Correto. Essa é a tradução exata da Segunda Lei da Termodinâmica e explica por que parte da energia sempre "vaza" e não pode ser usada como trabalho.
• D) transformação de energia térmica em cinética ser impossível: Incorreto. Essa transformação é possível e é justamente o que o motor faz, embora de forma parcial.
• E) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável: Incorreto. A queima do combustível e a liberação de sua energia potencial química são controladas pelo sistema de injeção do motor.

Portanto, a limitação descrita no texto decorre da impossibilidade física de converter $100\%$ do calor em trabalho.