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.
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:
- Compressão de 1 para 2 sob processo isoentrópico
. - Adição de calor de 2 para 3 sob processo isobárico
– corresponde à combustão. - Expansão de 3 para 4 sob processo isoentrópico
. - Rejeição de calor de 4 para 1 sob processo isobárico
– 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.
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