Questão FC278470
Os geradores termoelétricos radioisotópicos (RTGs –radioisotope thermoelectric generators) utilizam o calor produzido por decaimentos radioativos para gerar energia elétrica. A tec
Termologia
CEBRASPE (CESPE) · 2019
Os geradores termoelétricos radioisotópicos (RTGs –radioisotope thermoelectric generators) utilizam o calor produzido por decaimentos radioativos para gerar energia elétrica. A tecnologia desses geradores foi desenvolvida para ser utilizada em missões espaciais, devido à necessidade de substituir a energia solar por um gerador que possuísse um longo tempo de vida, alta confiabilidade e invulnerabilidade a intensos campos de radiação.
Para descrever os RTGs, pode-se utilizar o ciclo de Stirling, representado na figura seguinte em um diagrama pressão (P) versus volume (V). No trecho de 1 a 2 do diagrama, ocorre uma compressão isotérmica, e de 3 a 4, uma expansão isotérmica; nos trechos de 2 a 3 e de 4 a 1 ocorre transformação isocórica. Na figura, Ai se refere à área interna do ciclo, e Ab, à área sob o trecho de 1 a 2.Figura
A partir dessas informações, julgue o item a seguir.
Se, em um ciclo de Stirling com gás ideal, a temperatura da fonte fria for 20 K e a da fonte quente for 200 K, então a eficiência desse ciclo será inferior a 90%.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
O motivo do julgamento CERTO é que existe um **limite termodinâmico** máximo dado pelo ciclo de Carnot para qualquer máquina térmica operando entre duas fontes.
A eficiência de Carnot é \( \eta_C = 1 - \dfrac{T_f}{T_q} \). Substituindo \(T_f=20\ \text{K}\) e \(T_q=200\ \text{K}\) temos \( \eta_C = 1 - \dfrac{20}{200} = 0{,}9 = 90\%\).
Portanto, nenhuma máquina real pode superar esse valor e o ciclo de Stirling, operando entre as mesmas temperaturas, não pode ter eficiência maior que \( \eta_C\). Assim, sua eficiência será, no máximo, \(90\%\) — ou seja, não superior a 90%, justificando o item marcado como certo.
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