Questão 6
ITA 2023
[QUESTÃO ANULADA]
(ITA - 2023 - 1ª FASE)
Considere uma máquina térmica que opera com um ciclo termodinâmico composto de quatro etapas: (i) expansão isotérmica, à temperatura , saindo do volume inicial
até o volume final
; (ii) resfriamento isocórico de
até
; (iii) compressão isotérmica, à temperatura
, de
até
; e (iv) aquecimento isocórico de
até
. 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, , 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 ,
e
, o valor do rendimento da máquina é superior a
.
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.
Próxima questão.
Assinale a alternativa A.
Assinale a alternativa A.
Assinale a alternativa A.
Assinale a alternativa A.
Gabarito:
Próxima questão.
Resolução:
A questão foi anulada em razão de erros de digitação, uma vez que no início no texto é dito que o volume inicial é , mas depois na alternativa I é citada uma incógnita
.
Para essa resolução, vamos considerar então que , que corresponde ao volume inicial.
i) O calor recebido da fonte quente corresponde às parcelas do aquecimento e da expansão:
ii) Trabalho realizado:
iii) Rendimento do ciclo:
Afirmação I: aumentando , diminui-se a fração
e, por consequência, aumenta-se
. → correta
Afirmação 2: a mudança de gás afeta os seguintes parâmetros:
Tomando o ar atmosférico como um gás diatômico:
Para um gás nobre:
Logo, para um gás nobre, a fração seria menor, então o rendimento
seria consequentemente maior. → correta
Afirmação 3: para os valores citados:
Tomando como
:
, abaixo de 50% → incorreta
Logo, desconsiderando os erros de digitação, temos apenas a Alternativa III como incorreta.