Questão 4915180

• Banca: VUNESP
• Órgão: EBSERH
• Ano: 2020
• Provas: VUNESP - 2020 - EBSERH - Engenheiro Mecânico
• Disciplina: Engenharia Mecânica
• Assuntos: Sistemas de Refrigeração (ciclo, componentes e psicrometria); Sistemas Termomecânicos

      Sabe-se que máquina térmica pode ser descrita como qualquer dispositivo que opera por ciclos, troca calor com duas fontes e produz fluxo de trabalho contínuo. A relação entre o trabalho líquido e a energia térmica recebida da fonte quente é a eficiência ou rendimento. Também convém lembrar que o rendimento da máquina de Carnot pode ser determinado pela relação entre a diferença de temperaturas absolutas das fontes quente e fria e a temperatura absoluta da fonte quente. Esse lembrete elimina necessidade de formulário.

    Deseja-se analisar uma máquina térmica que se pretende projetar para fornecer 35 kW de potência líquida, com rendimento igual a 60%. A máquina opera entre 2 fontes, uma com temperatura de 600 ºC e a outra 100 ºC.

Dado: 1 kW = 0,24 kcal/s.

Se fosse possível elevar a temperatura da fonte quente de 600 para 2000 ºC, seria correto concluir que

• A. o cálculo segundo a máquina térmica de Carnot indicaria um rendimento bem maior, aproximadamente igual a 95%, o que é perfeitamente possível.
• B. o cálculo segundo a máquina térmica de Carnot indicaria um rendimento bem maior, aproximadamente igual a 84%, mas há limites relativos a materiais.
• C. o cálculo segundo a máquina térmica de Carnot indicaria um rendimento bem maior, superior a 100%, o que não é possível.
• D. nada se alteraria.
• E. a máquina térmica se converteria em uma bomba de calor.

Gabarito: B

Comentários

• A questão está correta.

  Gostaria apenas de ressaltar que o rendimento da máquina descrita na questão é de 57,27% (o que é aproximadamente 60 %). Além disso, esse rendimento é também o rendimento de carnot para essa máquina, informação que não foi bem escrita no texto.

  Bons estudos!

• rendimento do ciclo de carnot

  rendimento máx possível é função das temperaturas das fontes quente e fria (em kelvin).

  Nova temperatura fonte quente TH = 2.000 ºC + 273 = 2.273 K

  Temp fonte fria TL = 100 ºC + 273 = 373 K

  n = 1 - TL/TH

  n = 1 - 373/2.273

  n= 0,835 = 84 %

• n=TH-TC/TH Conforme o próprio enunciado nos informa :

  n=(2273-373)/2273=

  n=83,5 ~84%

• Rendimento para máquina térmica de Carnot:

  N = 1 - TL/TH

  Lembrar de usar a temperatura em kelvin (273,15).