Cesgranrio Petrobras 2017 Física · Ciclos térmicos aplicados
Questão 44
A Figura acima é compatível com uma máquina térmica que se constitui de
Resolução comentada
Situar o problema antes de resolver.
Assunto
Ciclo no T × S dentro do domo: sentido anti-horário é refrigeração, e duas subidas com degrau entre elas são dois estágios de compressão.
Objetivo
Conceitos para revisar
Sentido do ciclo
Máquina que produz trabalho gira em sentido horário no T × S; refrigerador e bomba de calor, anti-horário. O ciclo da figura sobe pela direita e desce pela esquerda: anti-horário.
Compressão em dois estágios
Duas subidas quase verticais, com um trecho descendo entre elas: comprime, resfria, comprime de novo. É o resfriador intermediário.
Preparar o terreno antes de resolver.
A figura da prova
Diagrama T × S com o domo de saturação. Um ciclo tracejado: embaixo, uma seta para a direita dentro do domo, a evaporação; à direita, sobe fora do domo, desce um pouco, e sobe de novo, duas compressões com resfriamento entre elas; em cima, uma seta para a esquerda, a condensação; à esquerda, desce até o patamar de baixo.
Dados
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Diagrama | temperatura por entropia, com a curva de saturação em domo |
| Ciclo | tracejado com setas: patamar baixo para a direita, duas subidas com degrau, patamar alto para a esquerda, descida |
| Pergunta | que máquina o desenho representa |
Conversões
Nenhuma: a questão é de leitura.
Estratégia
- Sentido anti-horário: refrigeração.
- Duas compressões com resfriador entre elas.
Agora sim, resolver.
Passos lógicos
A resolução tem 3 passos. Revele um de cada vez e, antes de abrir cada um, tente prever a linha de raciocínio.
Sentido
Evaporação embaixo para a direita, condensação em cima para a esquerda: anti-horário, refrigeração. Caem Rankine e Carnot motor.
Dois estágios
Duas subidas com um degrau de resfriamento: dois compressores com resfriador entre eles. Não são dois Carnot reversos.
Responder
(E).
Resposta
Acelerar, conferir e escapar da armadilha.
Como resolver rápido
É leitura de diagrama, sem conta; o sentido do ciclo já decide quase tudo.
Avaliar a coerência
1Rankine e Carnot motor giram no sentido horário
O ciclo é anti-horário. Elimina (A), (B) e (D). Atalho mental.
2Carnot não tem degrau de resfriamento
As compressões de Carnot são isentrópicas puras. Elimina (C), confirma (E).
Cuidado com a pegadinha
Ler o ciclo como gerador de potência
Quem vê turbinas e aquecedor na (B) e marca sem conferir o sentido das setas.
A banca ofereceu descrições de ciclos motores. As setas da figura giram ao contrário.
AntídotoSiga as setas: evapora embaixo indo para a direita é refrigeração.