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

Uma máquina térmica é um dispositivo que converte energia térmica (calor) em energia mecânica (trabalho). A eficiência de uma máquina térmica é a medida de quão bem ela realiza essa conversão, ou seja, a proporção do calor recebido que é transformado em trabalho útil.

• (A) Incorreta: A eficiência ($\eta$) de uma máquina térmica é dada por $\eta = \frac{W_{líquido}}{Q_{quente}}$, onde $W_{líquido}$ é o trabalho realizado e $Q_{quente}$ é o calor recebido da fonte quente. Para um mesmo $Q_{quente}$, quanto maior for o trabalho realizado ($W_{líquido}$), maior será a eficiência. A afirmativa inverte essa relação.
• (B) Correta: Em ciclos ideais de motores a combustão interna (como o ciclo Otto), a eficiência térmica é diretamente influenciada pela razão de compressão ($r$). A fórmula $\eta_{Otto} = 1 - \frac{1}{r^{k-1}}$ mostra que, ao aumentar a razão de compressão, a eficiência do ciclo aumenta.
• (C) Incorreta: A razão combustível-ar (massa de combustível / massa de ar) influencia a combustão. Aumentar essa razão significa tornar a mistura mais "rica" em combustível. Misturas muito ricas podem levar a uma combustão incompleta e a um excesso de combustível não queimado, o que, na verdade, diminui a eficiência térmica do ciclo. A eficiência máxima geralmente ocorre em misturas estequiométricas ou ligeiramente pobres.