QUESTÃO 14

Um engenheiro pretende projetar um sistema de reaproveitamento de energia dos gases de exaustão de um navio. O sistema utilizará os gases de exaustão a 477 { }^{\circ} \mathrm{C} como reservatório quente e a água do mar a 27^{\circ} \mathrm{C} como reservatório frio. Qual será a eficiência máxima permitida para esse sistema?
(A) 30 \%
(B) 40 \%
(C) 50 \%
(D) 60 \%
(E) 70 \%

Passo 1

O enunciado pede a eficiência máxima de um sistema que opera entre um reservatório quente a 477\\ ^\circ\mathrm{C} e um frio a 27\\ ^\circ\mathrm{C}. Como queremos a eficiência térmica ideal, vamos usar o ciclo de Carnot, cujo rendimento máximo é
\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h}
onde T_h e T_c são as temperaturas absolutas (em kelvin) do reservatório quente e frio, respectivamente.

Passo 2

Convertendo as temperaturas de Celsius para Kelvin:
T_h = 477 + 273 = 750\,\mathrm{K},
T_c = 27 + 273 = 300\,\mathrm{K}.

Passo 3

Aplicando a fórmula do rendimento de Carnot e substituindo os valores em kelvin:
\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} = 1 - \frac{300}{750} = 1 - 0,4 = 0,6.

Passo 4

Convertendo o resultado em porcentagem, obtemos 0,6 = 60\%. Isso corresponde à alternativa (D).

Resposta

(D) 60\%

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