Questão de Engenharia Mecânica · FGV TCE-PA 2024 (nº 91)

O conceito-chave é que a eficiência térmica de uma máquina é a fração do calor recebido que é convertida em trabalho útil ($\eta = W/Q_Q$). Logo, para uma mesma quantidade de calor recebido, maior trabalho significa maior eficiência, não o contrário. Além disso, em ciclos de ar-combustível (como Otto e Diesel), a eficiência aumenta com a razão de compressão, mas a razão combustível-ar tem um efeito limitado e, na prática, excesso de combustível reduz a eficiência.

• (A) Incorreta: A afirmação inverte a relação: para o mesmo calor recebido, eficiência maior exige maior trabalho realizado, não menor. A armadilha aqui é o aluno confundir "perda de eficiência" com "trabalho pequeno", mas a definição é $\eta = W/Q_Q$ — quanto maior o $W$, maior o $\eta$.
• (B) Correta: Em ciclos Otto e Diesel, a eficiência térmica teórica aumenta com a razão de compressão ($r$), pois $\eta = 1 - 1/r^{\gamma-1}$ (para Otto). Isso é um resultado clássico da termodinâmica: comprimir mais o ar antes da combustão eleva a temperatura máxima do ciclo e melhora o aproveitamento do calor.
• (C) Incorreta: Aumentar a razão combustível-ar (mistura mais rica) diminui a eficiência, porque o excesso de combustível não queima completamente ou queima a temperaturas mais baixas, desperdiçando energia química. A armadilha é achar que "mais combustível = mais potência = mais eficiência", mas potência e eficiência são coisas diferentes.
• (D) Incorreta: Como a afirmativa III é falsa, a combinação "II e III" não pode ser correta. A banca coloca essa opção para atrair quem acerta a II mas não percebe o erro da III.
• (E) Incorreta: A afirmativa I é falsa (inverte a relação trabalho-eficiência) e a III é falsa (excesso de combustível reduz eficiência). A pegadinha geral é achar que "perda de eficiência" significa "fazer menos trabalho", mas a eficiência é uma razão, não uma quantidade absoluta.