Considere uma máquina térmica que opera com um ciclo termodinâmico composto de quatro etapas: (i) expansão

ITA 2023 - QUESTÃO 06 Considere uma máquina térmica que opera com um ciclo termodinâmico composto de quatro etapas: (i) expansão isotérmica,...

ITA 2023 - QUESTÃO 06

Considere uma máquina térmica que opera com um ciclo termodinâmico composto de quatro etapas: (i) expansão isotérmica, à temperatura Tq, saindo do volume inicial V0 até o volume final Vf; (ii) resfriamento isocórico de Tq até Tf; (iii) compressão isotérmica, à temperatura Tf, de Vf até V0; e (iv) aquecimento isocórico de Tf até Tq. A máquina é inicialmente preparada para operar com o ar atmosférico como fluido de trabalho. Sobre esse sistema, são feitas as seguintes afirmações:

I. Aumentando-se a razão de expansão, r = Vf /Vi, é possível aumentar o rendimento da máquina mantendo os demais parâmetros fixos. 

II. Se o fluido de trabalho fosse substituído por um gás nobre, então o rendimento dessa máquina seria aumentado.

III. Considerando os parâmetros r = 10, Tf = 300 K e Tq = 900 K, o valor do rendimento da máquina é superior a 50%.

Sobre as afirmações I, II e III pode-se afirmar que

a) todas estão corretas. 

b) apenas I está incorreta. 

c) apenas II está incorreta. 

d) apenas III está incorreta.

e) apenas I e III estão incorretas.

QUESTÃO ANTERIOR:

- Considere um recipiente tubular fino, com área transversal constante, que contém dois líquidos imissíveis A

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

Trabalhos das transformações isotérmicas 1 e 3:

Balanço energético da transformação 1 (ΔU = 𝟎):

Q1 = τ1 + ΔU

Balanço energético da transformação 4 (τ4 = 𝟎):

Q4 = τ4 + ΔU

f é o fator de liberdade do gás

Rendimento η:

Afirmativa I: correta

Aumentando-se  o termo  e o denominador  diminuem e o rendimento da máquina aumenta.

Afirmativa II: correta

Um gás nobre tem um grau de liberdade (f) menor do que o do ar o que diminui o denominado   e aumenta o rendimento da máquina.

Afirmativa III: incorreta

Considerando-se  dos gases ideais, o máxima rendimento da máquina descrita entre 900K e 300K, vale:

O rendimento máximo de 46% é inferior a 50%.

η = 46 %

GABARITO:

d) apenas III está incorreta.

PRÓXIMA QUESTÃO:

- Em eventos esportivos, é comum que os espectadores realizem a coreografia da “ola”. Os participantes erguem seus braços e os abaixam logo em seguida, em fileiras sucessivas, criando o efeito visual de uma onda. Os espectadores gritam juntos “ola” seguindo a propagação da onda. Assuma que a distância

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova ITA 2023 (1ª Fase) com Gabarito