Questão 7) Assinale a alternativa correta. No ciclo padrão a ar de uma turbina a gás simples (ciclo Brayton), admite-se:
A. Compressão e expansão isotérmicas, combustão isobárica e escape dos gases como processo isocórico.
B. Compressão e expansão isentrópicas, combustão isocórica e uma outra troca de calor, também isocórica.
C. Compressão e expansão isentrópicas, combustão isobárica e uma outra troca de calor isocórica.
D. Admissão isobárica, compressão isoentrópica, combustão isocórica, expansão isobárica e escape dos gases como processo isobárico.
E. Compressão e expansão isentrópicas, combustão isobárica e uma outra troca de calor, também isobárica.

Passo 1

O enunciado pede para identificar, no ciclo padrão a ar de uma turbina a gás simples (ciclo de Brayton ideal), quais processos termodinâmicos são admitidos em cada etapa. Vamos usar o modelo ideal em que o fluido de trabalho é ar perfeito e os quatro processos são ideais (sem atrito nem perdas).

Passo 2

No ciclo de Brayton ideal temos quatro estágios, numerados em sequência:
  1. Compressão de 1 para 2 sob processo isoentrópico \Delta s=0.
  2. Adição de calor de 2 para 3 sob processo isobárico \Delta P=0 – corresponde à combustão.
  3. Expansão de 3 para 4 sob processo isoentrópico \Delta s=0.
  4. Rejeição de calor de 4 para 1 sob processo isobárico \Delta P=0 – corresponde ao escape dos gases na fenda de exaustão.

Passo 3

Agora conferimos cada alternativa:
A. diz compressão e expansão isotérmicas e combustão isobárica + escape isocórico → errado (compressão/expansão não são isotérmicas e o escape é isobárico, não isocórico).
B. diz compressão e expansão isentrópicas, combustão isocórica e outra troca de calor isocórica → errado (a combustão é isobárica, não isocórica).
C. diz compressão e expansão isentrópicas, combustão isobárica e outra troca de calor isocórica → errado (a rejeição de calor é isobárica, não isocórica).
D. diz admissão isobárica, compressão isoentrópica, combustão isocórica, expansão isobárica e escape isobárico → errado (combustão não é isocórica e expansão é isoentrópica, não isobárica).
E. diz compressão e expansão isentrópicas, combustão isobárica e outra troca de calor também isobárica → correto, pois corresponde exatamente aos processos 1–2 isoentrópico, 2–3 isobárico, 3–4 isoentrópico e 4–1 isobárico.

Resposta

E

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