Questão de Engenharia Mecânica · FGV PCAM 2021 (nº 67)

O ciclo de Carnot é um ciclo termodinâmico ideal e reversível composto por quatro processos: duas transformações isotérmicas (temperatura constante) e duas adiabáticas (sem troca de calor). No diagrama PVT (Pressão-Volume-Temperatura), as isotermas são curvas que ocorrem em planos de temperatura constante, enquanto as adiabáticas conectam esses planos, mostrando variação de temperatura.

(A) Incorreta: O diagrama não representa corretamente as características das transformações isotérmicas e adiabáticas no espaço PVT, parecendo ter segmentos com volume ou pressão constante, o que não ocorre no ciclo de Carnot.
(B) Incorreta: A representação das curvas e suas interconexões não corresponde ao comportamento esperado das isotermas e adiabáticas no diagrama PVT do ciclo de Carnot.
(C) Incorreta: Embora tente representar um ciclo, as curvas não exibem claramente as características de isotermas e adiabatas em um diagrama PVT. As transições de temperatura nas adiabáticas e a distinção entre os níveis de temperatura das isotermas não são bem representadas. Armadilha da banca: Esta alternativa pode ser tentadora por mostrar um ciclo fechado em 3D, mas a forma e a relação das curvas (isotermas e adiabáticas) não são termodinamicamente corretas para o ciclo de Carnot. As isotermas não estão claramente em planos de temperatura constante e as adiabáticas não conectam esses planos de forma esperada.
(D) Correta: Este diagrama representa corretamente o ciclo de Carnot no espaço PVT. As duas curvas "superiores" e "inferiores" são as isotermas, ocorrendo em temperaturas constantes diferentes ($T_H$ e $T_L$). As duas curvas que conectam essas isotermas são as adiabáticas, onde a temperatura varia (de $T_H$ para $T_L$ na expansão e de $T_L$ para $T_H$ na compressão), assim como a pressão e o volume.
(E) Incorreta: O diagrama não corresponde à forma e às características do ciclo de Carnot no espaço PVT, apresentando curvas que não representam as transformações termodinâmicas corretas.