O ciclo regenerativo ideal apresenta rendimento térmico exatamente igual ao rendimento do ciclo de Carnot. Quais motivos impossibilitam a implantação de um ciclo regenerativo ideal?
I. O teor de umidade do estado do fluido deixa a turbina diminuir consideravelmente.
II. A impossibilidade de efetuar a transferência de calor necessária do vapor na turbina para a água líquida de alimentação.
III. A possibilidade de se utilizar parte do vapor que escoa pela turbina depois de uma expansão parcial.
I. O teor de umidade do estado do fluido deixa a turbina diminuir consideravelmente.
II. A impossibilidade de efetuar a transferência de calor necessária do vapor na turbina para a água líquida de alimentação.
III. A possibilidade de se utilizar parte do vapor que escoa pela turbina depois de uma expansão parcial.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre ciclos regenerativos e o ciclo de Carnot. O ciclo regenerativo é uma forma de melhorar a eficiência de uma máquina térmica usando parte do vapor que sai da turbina para pré-aquecer a água de alimentação. Já o ciclo de Carnot é o ciclo termodinâmico mais eficiente possível. A pergunta quer saber por que não conseguimos implementar um ciclo regenerativo ideal, mesmo que, teoricamente, ele teria o mesmo rendimento que o de Carnot.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o teor de umidade do fluido. Quando o vapor passa pela turbina, ele pode se tornar úmido, ou seja, ter água misturada com vapor. Se isso acontecer, a eficiência da turbina diminui porque a umidade pode causar corrosão e desgaste nas pás da turbina. No enunciado, isso é o item I. Então, o teor de umidade é um problema real que afeta a eficiência do ciclo regenerativo.
Passo 3
Agora, sobre a transferência de calor entre o vapor e a água líquida. Para que o ciclo regenerativo seja ideal, precisamos transferir calor de forma perfeita do vapor quente para a água fria. Mas na prática, isso é super difícil! A transferência de calor nunca é 100% eficiente por causa das diferenças de temperatura e outras perdas. Isso é o que o item II está dizendo. Sem essa transferência perfeita, o ciclo regenerativo não pode alcançar o rendimento de Carnot.
Passo 4
Por último, o item III fala sobre usar parte do vapor que sai da turbina após uma expansão parcial. A ideia é aproveitar melhor a energia do vapor, mas isso também complica o processo e pode não ser totalmente viável na prática. Integrar essas expansões parciais de forma eficiente é um desafio técnico que impede a implementação de um ciclo regenerativo ideal.
Resposta
Todos os itens I, II e III são motivos que impedem a implantação de um ciclo regenerativo ideal.