Caiu no vestibular

Transformando energia

(UEPA)

A figura abaixo representa de forma simplificada uma turbina a vapor. O vapor aquecido a uma alta temperatura na caldeira (fonte quente) exerce pressão nas pás da turbina e a energia térmica é transformada em energia mecânica, para alimentar, por exemplo, o eixo de um gerador elétrico. O vapor é resfriado no condensador (fonte fria), e em seguida a água é bombeada até a caldeira, reiniciando o ciclo. As temperaturas das fontes quente e fria são, respectivamente, T1 = 127 ºC e T2 = 27 ºC.

De acordo com as informações acima, julgue as afirmativas abaixo:

I. Se eliminarmos todo o atrito do processo, o rendimento térmico da turbina será 100%.
II. O rendimento térmico ideal da turbina depende apenas das temperaturas das fontes quente e fria.
III. O rendimento térmico ideal da turbina vale 0,25.
IV. Operando no ciclo de Carnot, o calor rejeitado pela turbina para o meio ambiente será máximo.
 

A alternativa que só contém afirmativas corretas é a:
a)  I e II
b)  I e III
c ) II e III
d)  III e IV
e)  I, II e IV

Resolução:

I) Incorreta. Se a turbina a vapor tivesse rendimento 100%, teríamos a transformação integral de calor em energia mecânica, contrariando a segunda Lei da Termodinâmica.

II) Correta. O rendimento térmico ideal é quando a turbina opera segundo o ciclo de Carnot. Neste caso, o rendimento depende apenas das temperaturas das fontes quente e fria.

III) Correta: η = 1 - T2/T1 = 1 - 300/400 = 0,25 = 25%

IV) Incorreta. No ciclo de Carnot o rendimento é máximo e a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria é mínima.

Resposta: C