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ATENÇÃO! GABARITO EQUIVOCADO!
O trabalho realizado no sistema para uma compressão isotérmica é MENOR que o trabalho necessário para a mesma compressão adiabática, portanto a eficiência energética teórica da compressão isotérmica é MAIOR que a da compressão adiabática.
Um bom exemplo disso é que pode-se aumentar a eficiência de um ciclo de compressão por meio do resfriamento intermediário, que visa a retirada de calor gerado (por efeitos irreversíveis) no processo compressivo. Isso diminui o trabalho que o compressor deverá realizar sobre o gás, tornando mais "fácil" a compressão, menos potência é utlizada.
Na compressão adiabática, não é permitido ao sistema eliminar o calor gerado para o ambiente, causando uma perda de potência na compressão.
Bons estudos!
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podemos responder essa questão analisando o processo politrópico, isentropico e isotermico , no qual percebemos que a compressão isotérmica exige o menor trabalho, devido
isotérmico = PV=cte
isentrópico(adiabatico e reversivel)=PV^k
politrópico=PV^n
coloca esses fatores na integra do trabalho da fronteira, e verá que o trabalho do processo isotermico é menor
gabarito : errada
"""" está parte serve como um comentário a parte""""""
usando a primeira lei
compressão ocorrem em equipamento como compressor, bomba, ventilador. Realizando analise da 1ª lei , temos :
O trabalho realizado no sistema para uma compressão isotérmica:
hipótese:
1)regime permanente
2)Ec=Ep=0
3)somente trabalho entrando, devido ter compressão no sistema, logo Ws=0
4)compressão isotérmica, energia interna não varia =0
1ª lei para volume de controle em regime permanente
Qe+We+Oe-Qs-Ws-Os=0
Oe=Ue+Pv+ve²/2+gze,sabemos que he=Ue+Pve
Oe=he+v²/2+gz
Pv=energia de pressão encontrada em escoamento de fluidos, mais uma forma de transferir energia entre as fronteiras.
We +Qe+ Pve-Pvs-QS
We=Qs-Qe + Pvs-Pve
trabalho realizado no sistema para compressão adiabática:
hipótese:
1)Regime permanente
2)Ec=Ep=0
3)Há somente trabalho entrando devido haver compressão no sistema, logo Ws=0
4)compressão adiabática, logo Qh=Qs=0
1ª lei para volume de controle em regime permanente
Qe+We+he-Qs-Ws-hs=0
We= hs-he
desta maneira, não podemos afirmar nada em relação a conservação de energia, visto que não conhecemos a troca de calor na 1ªsituação e os estados na 2ªsituação .
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Gabarito: ERRADO
Isotérmico: W = PVln(V1/V2)
Politrópico: W = (P2V2-P1V1)/(1-n)
Adiabático (isentrópico): W= (P2V2-P1V1)/(1-k)
Adiabático > Politrópico > Isotérmico
A compressão isotérmica exige o trabalho mínimo e a compressão isentrópica exige o trabalho máximo. O trabalho do compressor diminui quando dois estágios de compressão politrópica são usados em vez de apenas um. À medida que o número de estágios no compressor aumenta, o trabalho de compressão se aproxima do valor obtido no caso isotérmico.
Fonte: Pág. 367, Çengel, Fundamentos da Termodinâmica.
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GABARITO: CERTO
O GABARITO DA BANCA FOI DEVIDO AO ERRO DE CONCEITO QUE ALGUNS SITES TRAZEM, PRESTEM ATENÇÃO ABAIXO:
"O trabalho realizado no sistema necessário para a compressão isotérmica é maior que o trabalho necessário para a mesma compressão adiabática. Isso significa que o gás aquecido por compressão é mais quente que a temperatura ambiente. No caso isotérmico, a energia térmica pode deixar o sistema".
ESTA AFIRMATIVA FOI RETIRADA DO SITE A SEGUIR, E ISSO GEROU A CONFUSÃO NA BANCA.
https://pt.solar-energia.net/termodinamica/processos-termodinamicos/processo-isotermico#:~:text=O%20trabalho%20realizado%20no%20sistema,t%C3%A9rmica%20pode%20deixar%20o%20sistema.
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Que gabarito absurdo.
Só de plotar as isotermicas e as adiabaticas no grafico T-S, nota-se que a área da adiabática é maior.
Isso vai de encontro ao resfriamento intermediário de compressor, que tem como princípio se aproximar cada vez mais das linhas isotérmicas, ou seja, menor trabalho de compressão.
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Conceitualmente, se considerar uma compressão de V1 a V2. No processo adiabático o gás sofrerá aumento da temperatura enquanto na compressão isotérmica o gás mantém a temperatura, assim, a pressão final na compressão adiabática é maior. Consequentemente, o trabalho de compressão adiabática será maior pois trabalho = força*deslocamento (imaginando um pistão pela simplicidade)
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Acredito que depois de muito tempo pensando e outras questões parecidas talvez eu tenha entendido. Se eu estiver errado me falem.
Na prova respondi errado e inclusive entrei com recurso. Não foi anulada mas ainda acredito que deveria ser.
Tem dois pontos de vista para afirmar se o trabalho de compressão adiabática será maior ou menor que o isotérmico.
1) Se pensarmos somente em pressão, o trabalho adiabático será menor para chegar entre dois limites de pressão.
2) A segunda forma de pensar é em quantidade de gás comprimida e nessa é onde vai entrar a questão do rendimento e dos compressores em casos reais. Se pensarmos somente em limite de pressão, o gás volume comprimido será menor, ele chegará na mesma pressão a uma temperatura maior e ao resfriar perderá pressão. Por isso, em um caso real deveríamos pensar no rendimento em um caso de compressão de mesmo volume, nesse caso a pressão no processo adiabático deverá ser maior para quando ele resfriar em um processo isocorico em um pulmão após o compressor, por exemplo, vai chegar à pressão desejada.
Não sei exatamente como se dá isso em um compressor real, mas é certo que o resfriamento intermediário aumenta a eficiência do compressor, e isso aproxima o processo de uma isotérmica. Mas fica o alerta para esse cuidado, caso uma questão questione somente um caso com limites de pressões definidos, ao meu ver o trabalho no isotérmico será maior.
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É... um gabarito que vai contra as bibliografias.
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Uma bomba isotermica perde energia para o meio por meio do calor, isso exige um maior trabalho da bomba para atingir um determinado estado. Portanto, a eficiência energética teórica da compressão isotérmica é menor que a da compressão adiabática.
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Pra mim que a compressão isotérmica seria maior.