Questão nº 36
Questão de Engenharia Mecânica · FGV PCERJ 2021 (nº 36)
Os processos descritos a seguir são realizados em uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Rankine ideal.
Processo 1: Rejeição de calor à pressão constante
Processo 2: Aquecimento à pressão constante
Processo 3: Compressão adiabática reversível (isentrópica)
Processo 4: Expansão adiabática reversível (isentrópica)
A opção que ordena corretamente a sequência de processos, do primeiro ao último, é:
- A1, 2, 3 e 4;
- B2, 1, 4 e 3;
- C2, 4, 1 e 3;
- D3, 2, 4 e 1; (alternativa correta)
- E3, 2, 1 e 4.
Resposta comentada
Gabarito Alternativa D
O ciclo de Rankine é um modelo termodinâmico que descreve como usinas termelétricas a vapor convertem calor em trabalho, usando uma bomba, caldeira, turbina e condensador para fazer o fluido de trabalho circular e mudar de estado.
(A) Incorreta: A ordem está completamente invertida e misturada em relação ao fluxo do fluido no ciclo.
(B) Incorreta: A sequência não segue a ordem lógica dos componentes do ciclo de Rankine.
(C) Incorreta: A armadilha aqui é iniciar a sequência pela caldeira (processo 2, aquecimento), que é onde o calor é adicionado. No entanto, o ciclo termodinâmico é convencionalmente analisado a partir da bomba (processo 3), que é o primeiro componente que o fluido de trabalho encontra após sair do condensador.
(D) Correta: Esta sequência (3, 2, 4, 1) representa corretamente o ciclo de Rankine ideal: compressão isentrópica na bomba (Processo 3), aquecimento a pressão constante na caldeira (Processo 2), expansão isentrópica na turbina (Processo 4) e rejeição de calor a pressão constante no condensador (Processo 1).
(E) Incorreta: A ordem dos processos de rejeição de calor (1) e expansão (4) está trocada; após o aquecimento na caldeira, o vapor vai para a turbina (expansão), e só depois para o condensador (rejeição de calor).
Fonte: FGV PCERJ 2021 Perito Criminal - Engenharia Mecânica (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.