Cesgranrio · Transpetro · Técnico(a) de Operação Júnior · 2012 · questão 48

Cesgranrio Transpetro 2012 Física · Máquinas térmicas e rendimento também em Física · Ciclo de Carnot

Questão 48

Uma máquina térmica executa ciclos termodinâmicos reversíveis, representados pelo diagrama temperatura versus entropia mostrado na figura a seguir.

O rendimento da máquina técnica é de

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Resposta da banca: C

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Ciclo retangular no diagrama temperatura por entropia é um ciclo de Carnot: rendimento 1 menos a razão das temperaturas.

Objetivo

Achar o rendimento de um ciclo entre 300 K e 500 K desenhado no T × S. O que está em jogo é reconhecer o retângulo como Carnot.

Conceitos para revisar

Retângulo no T × S

Dois trechos a temperatura constante, isotérmicos, e dois a entropia constante, adiabáticos reversíveis: o ciclo de Carnot.

\[\eta = 1 - \dfrac{T_{F}}{T_{Q}}\]

T_F300 K

T_Q500 K

Pelas áreas

Calor é área sob o trecho no T × S: recebido 500 × ΔS, rejeitado 300 × ΔS. O trabalho é a área do retângulo, 200 × ΔS.

\[\eta = \dfrac{200\, \Delta S}{500\, \Delta S} = 0{,}4\]

mesmo resultado

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