Questão FC278471
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.
O trabalho útil de um motor operando em um ciclo completo de Stirling pode ser determinado pela diferença entre as áreas Ai e Ab, mostradas na figura.
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Gabarito
Errado
Comentário do professor
O item é errado porque o trabalho útil de um ciclo termodinâmico fechado é dado pela integral fechada \(W=\oint p\,dV\), isto é, pela área fechada no diagrama \(p\)–\(V\).
No ciclo de Stirling mostrado, os trechos isocóricos (2→3 e 4→1) não realizam trabalho (ΔV=0), e os trechos isotermais (1→2 e 3→4) produzem ou absorvem trabalho. O resultado líquido dessas contribuições é exatamente a área interna do ciclo, identificada como Ai.
A área Ab referida no enunciado corresponde apenas à área sob o trecho 1→2 e não representa o trabalho líquido do ciclo; subtrair Ab de Ai não tem fundamento físico. Assim, o trabalho útil é numericamente igual a Ai, não à diferença Ai−Ab.
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