Questão 15
ITA 2020
(ITA - 2020 - 1ª FASE)
Considere um sistema de três máquinas térmicas M1, M2 e M3 acopladas, tal que o rejeito energético de uma é aproveitado pela seguinte. Sabe-se que a cada ciclo, M1 recebe de calor de uma fonte quente a
e rejeita
, dos quais
são aproveitados por M2 para realização de trabalho. Por fim, M3 aproveita o rejeito de M2 e descarta
em uma fonte fria a
. São feitas as seguintes afirmações:
I. É inferior a 225 K a temperatura da fonte fria de M1
II. O rendimento do sistema é de 55%
III. O rendimento do sistema corresponde a 80% do rendimento de uma máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas.
Conclui-se então que
somente a afirmação está incorreta
somente a afirmação está incorreta
somente a afirmação está incorreta
todas as afirmações estão incorretas
as afirmações e
estão incorretas
Gabarito:
as afirmações e
estão incorretas
Resolução:
A temperatura da fonte quente é 300 K.
A máquina 1 recebe 800 kJ e aproveita apenas 200 kJ, pois 600kJ são rejeitados para a máquina 2.
A máquina 2 aproveita 150 kJ e rejeita 450 kJ para a máquina 3.
A máquina 3 aproveita 90 kJ e rejeita 360 kJ para a fonte fria a 6 K
I. INCORRETA
O rendimento da máquina 1 tem que ser menor ou igual ao rendimento da máquina de Carnot:
Ou seja, pode ser menor ou igual e não necessariamente inferior.
II. CORRETA.
O rendimento total do sistema então é
III. INCORRETA
Para a terceira afirmativa temos que analisar qual o valor de , que é 80 porcento do rendimento de uma máquina de Carnot operando nessas condições e comparar com 55% que é o rendimento encontrado para a nossa máquina.
, diferente do rendimento da nossa máquina.