Flashcard FC279506
Qual tipo de processo termodinâmico é necessário para que uma máquina térmica atinja o máximo rendimento entre duas temperaturas?
Termologia
CEBRASPE (CESPE) · 2021
Qual tipo de processo termodinâmico é necessário para que uma máquina térmica atinja o máximo rendimento entre duas temperaturas?
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Resposta
Processos totalmente reversíveis (sem irreversibilidades).Explicação:
Para atingir o rendimento máximo entre duas temperaturas \(T_Q\) e \(T_F\) todos os processos do ciclo devem ser reversíveis; assim não há geração de entropia e a eficiência alcançável é a de Carnot:
\( \eta_{Carnot}=1-\frac{T_F}{T_Q} \).
Irreversibilidades (atrito, transferência de calor com gradiente finito, dissipação) geram entropia positiva, tornando parte da energia indisponível para trabalho e reduzindo o rendimento (\(\eta_{real}<\eta_{Carnot}\)).
Exemplo:
Reservatórios: \(T_Q=600\ \mathrm{K}\) e \(T_F=300\ \mathrm{K}\).
Rendimento de Carnot: \( \eta=1-\frac{300}{600}=0{,}50\ (50\%)\).
Se por irreversibilidade o fluido absorve calor efetivo a \(580\ \mathrm{K}\) em vez de \(600\ \mathrm{K}\), o rendimento máximo passa a ser
\( \eta_{efetivo}=1-\frac{300}{580}=1-0{,}5172=0{,}4828\ (48{,}28\%)\),
mostrando que qualquer irreversibilidade reduz o rendimento em relação ao Carnot.
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278462
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