Cebraspe · STJ · 2024 · Analista Judiciário – Área: Apoio Especializado – Especialidade: Engenharia Mecânica

Questão 52 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Engenharia e arquitetura

Texto associado à questão

A partir dessas informações, julgue os itens a seguir.

Uma usina termelétrica opera em ciclo de Rankine ideal, gerando potência a partir de vapor de água entre pressão máxima de 10 MPa na caldeira e mínima de 10 kPa no condensador.
O vapor sai da caldeira como vapor saturado, entra na turbina e é completamente condensado no condensador antes de ser bombeado de volta para a caldeira.

O ciclo de Rankine ideal é mais eficiente quando a pressão no condensador é reduzida, pois isso aumenta o trabalho líquido gerado pelo ciclo.

Julgue o item:

Gabarito: CERTO

Gabarito definitivo divulgado pela banca Cebraspe (STJ 2024).

Comentário

Gabarito: CERTO.

No ciclo de Rankine ideal, a eficiência térmica é dada pela razão entre o trabalho líquido produzido e o calor fornecido. A redução da pressão no condensador (pressão de exaustão da turbina) tem dois efeitos principais que contribuem para o aumento da eficiência:

  1. Aumento do trabalho líquido: Uma pressão menor no condensador significa uma maior diferença de pressão entre a entrada e a saída da turbina. Isso permite que o vapor se expanda mais, realizando mais trabalho na turbina e, consequentemente, aumentando o trabalho líquido gerado pelo ciclo.
  2. Redução da temperatura de rejeição de calor: Uma pressão menor no condensador corresponde a uma temperatura de saturação mais baixa. Isso significa que o calor é rejeitado para a fonte fria a uma temperatura mais baixa, o que, de acordo com o ciclo de Carnot (que estabelece o limite superior de eficiência para qualquer ciclo térmico operando entre duas temperaturas), aumenta a eficiência térmica do ciclo.

Portanto, ao reduzir a pressão no condensador, o ciclo se aproxima de um comportamento mais ideal, maximizando a conversão de calor em trabalho útil.

Fundamentos: Termodinâmica - Ciclo de Rankine

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 Cebraspe STJ 2024 (Analista Judiciário – Área: Apoio Especializado – Especialidade: Engenharia Mecânica), questão 52, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.

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