Determine a veracidade de cada afirmativa a seguir: Embora ainda sejam usadas em algumas aplicações, as máquinas térmicas a vapor foram amplamente substituídas por motores de combustão interna e turbinas a gás em muitas aplicações devido à sua maior eficiência e praticidade.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o enunciado está dizendo. A afirmação fala que, embora as máquinas térmicas a vapor ainda sejam usadas em algumas situações, elas foram muito substituídas por motores de combustão interna e turbinas a gás em várias aplicações por serem mais eficientes e práticas. Então, vamos usar conhecimentos de termodinâmica e história das máquinas para analisar se isso é verdade.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são máquinas térmicas a vapor. Essas máquinas funcionam convertendo energia térmica, geralmente proveniente da queima de combustível para gerar vapor, que então movimenta pistões ou turbinas para produzir trabalho mecânico. Elas foram muito populares durante a Revolução Industrial.
Por outro lado, motores de combustão interna, como os usados em carros, queimam o combustível diretamente dentro do motor, convertendo a energia da combustão em movimento mecânico. Já as turbinas a gás, utilizadas em aviões e em geração de energia elétrica, também queimam combustível para produzir gás em alta velocidade que movimenta a turbina.
Passo 3
Agora, vamos analisar a eficiência. As máquinas térmicas a vapor geralmente têm uma eficiência menor comparada aos motores de combustão interna e turbinas a gás. Isso acontece porque elas operam em ciclos termodinâmicos com maior perda de energia, como o ciclo Rankine, que não aproveita tanto a energia do combustível quanto o ciclo Otto ou o ciclo Brayton usado nas turbinas a gás.
Passo 4
Sobre a praticidade, motores de combustão interna e turbinas a gás são mais compactos e leves do que as máquinas a vapor, o que facilita o uso em veículos e aeronaves. Além disso, eles respondem mais rapidamente às variações de demanda de potência, o que os torna mais versáteis para diversas aplicações modernas.
Resposta
A afirmativa é verdadeira. As máquinas térmicas a vapor foram amplamente substituídas por motores de combustão interna e turbinas a gás devido à maior eficiência e praticidade desses últimos em muitas aplicações.
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Determine a veracidade de cada afirmativa a seguir: Um dos principais componentes de uma máquina térmica a vapor é uma caldeira, que gera e estoca vapor a alta pressão e temperatura.
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Determine a veracidade de cada afirmativa a seguir: Aumentar a pressão de operação da caldeira em um ciclo Rankine sempre resulta em aumento da eficiência do ciclo.
Determine a veracidade de cada afirmativa a seguir: A pressão na saída de uma caldeira real é menor em relação a uma caldeira ideal.