Questão 52 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Engenharia e arquitetura
Em um ciclo de Rankine, o calor trocado no condensador é de 2000 kJ/kg e o trabalho isentrópico realizado pela turbina é de 5000kJ/kg.
Considerando que o trabalho da bomba é desprezível e que a eficiência da turbina é de 80%, a eficiência do ciclo é dada aproximadamente por
- A) 33%.
- B) 40%.
- C) 50%.
- D) 66%.
- E) 83%.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: D
Gabarito definitivo divulgado pela banca FGV (INEA 2013).
Comentário
Gabarito: D.
Na análise do ciclo de Rankine, a eficiência térmica é o trabalho líquido dividido pelo calor fornecido. Como o trabalho da bomba é desprezível, o trabalho líquido é o da turbina.
- Trabalho real da turbina: 80% de 5 000 kJ/kg = 4 000 kJ/kg.
- Calor fornecido na caldeira: pelo balanço de energia do ciclo, Q_in = W_turb + Q_cond = 4 000 + 2 000 = 6 000 kJ/kg.
- Eficiência: η = 4 000 ÷ 6 000 ≈ 0,667, ou cerca de 66%.
Por que as outras estão erradas:
- (A) 33%: é 2 000 ÷ 6 000, isto é, a razão entre o calor rejeitado e o calor fornecido, e não entre o trabalho e o calor fornecido.
- (B) 40%: é 2 000 ÷ 5 000, que mistura o calor do condensador com o trabalho isentrópico, razão sem significado de eficiência.
- (C) 50%: é 2 000 ÷ 4 000, razão entre o calor rejeitado e o trabalho real, que também não é a eficiência.
- (E) 83%: é 5 000 ÷ 6 000, que usa o trabalho isentrópico e ignora a eficiência de 80% da turbina.
Dica: eficiência do ciclo = trabalho líquido ÷ calor de entrada. Quando só se conhece o calor rejeitado, obtenha o calor de entrada somando trabalho e calor rejeitado.
Fundamentos: ciclo de Rankine · eficiência térmica de ciclos · eficiência isentrópica de turbina · balanço de energia
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova FGV INEA 2013 (Engenheiro Químico), questão 52, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.