Numa turbina, o vapor de água é admitido a 800K e é expulso a 400K. Se o rendimento real dessa turbina é 80% do seu rendimento ideal ou limite, fornecendo-se 100kJ de calor à turbina ela poderá realizar um trabalho igual a
a) 80kJ
b) 60kJ
c) 40kJ
d) 20kJ
e) 10kJ
a) 80kJ
b) 60kJ
c) 40kJ
d) 20kJ
e) 10kJ
Passo 1
O enunciado fala sobre uma turbina que recebe vapor de água a 800K e o expulsa a 400K. O rendimento real da turbina é 80% do rendimento ideal. Foram fornecidos 100kJ de calor à turbina e queremos descobrir qual é o trabalho que ela pode realizar. Vamos precisar usar conceitos de termodinâmica, especialmente relacionados à eficiência das máquinas térmicas e à relação entre calor fornecido e trabalho realizado.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o rendimento de uma turbina. O rendimento (
) é a razão entre o trabalho útil realizado (
) e o calor fornecido (
). Ou seja:
Passo 3
Sabemos que o rendimento real da turbina é 80% do rendimento ideal. Isso significa que:
Mas precisamos determinar qual é o rendimento ideal para prosseguir.
Passo 4
Em muitas situações, especialmente quando não temos informações detalhadas sobre o ciclo térmico, podemos assumir que o rendimento ideal (
) é 100%. Portanto:
Passo 5
Com essa suposição, o rendimento real fica:
Passo 6
Agora, usamos a fórmula do rendimento para encontrar o trabalho realizado:
Substituindo os valores conhecidos:
Resposta
A turbina poderá realizar um trabalho igual a 80 kJ, opção a).