Qual é o efeito do aumento da temperatura do fluido de arrefecimento para a eficiência de um motor de combustão interna?

Passo 1

Beleza, aqui a pergunta é: “Qual é o efeito do aumento da temperatura do fluido de arrefecimento na eficiência de um motor de combustão interna?” Isso cai em Termodinâmica de Motores Térmicos. Pra resolver, a gente vai precisar entender o conceito de eficiência térmica de um ciclo (tipo o Ciclo de Carnot, que é o mais simples pra gente ter um referencial) e a fórmula que relaciona as temperaturas das “reservas” quente e fria.

Passo 2

Vamos revisar rapidinho o que é eficiência térmica. É basicamente a razão entre o trabalho útil que o motor entrega e o calor que ele recebe. No melhor caso ideal (Ciclo de Carnot), a eficiência eta = 1 - TfriaTquente, é dada por:
onde é a temperatura da fonte quente (combustão) e é a temperatura da fonte fria (o fluido de arrefecimento).

Passo 3

Explicando a fórmula com calma:
  • (em kelvin) é a temperatura alta que o motor atinge durante a queima do combustível.
  • (em kelvin) é a temperatura onde o motor “dá o lixo”, isto é, descarta calor para o radiador por meio do fluido de arrefecimento.
Quanto maior a diferença , maior a eficiência.

Passo 4

Agora, se a gente aumenta a temperatura do fluido de arrefecimento, isso significa elevar eta = 1 - TfriaTquente . Olha a fórmula de novo:
Se sobe, a fração também sobe, então essa fração fica menor. Ou seja, a eficiência cai.

Resposta

O aumento da temperatura do fluido de arrefecimento eleva a temperatura do “reservatório frio” do ciclo, reduzindo a diferença térmica disponível e, consequentemente, diminui a eficiência do motor.

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