Na última década, para melhorar a performance dos motores a combustão e reduzir o consumo, a indústria automobilística tem investido cada vez mais no desenvolvimento dos turbocompressores. O turbocompressor é formado por duas câmaras distintas, chamadas caixa fria e caixa quente. No interior de cada uma dessas caixas, existe um rotor e ambos são interligados por um mesmo eixo. Com a caixa quente instalada no coletor de escapamento, a passagem dos gases faz girar o rotor. Consequentemente, gira também o rotor da caixa fria, produzindo a compressão. Em alguns modelos, é instalado, entre a turbina e a câmara de explosão, um dispositivo denominado intercooler, que é reconhecido como um dos componentes principais para melhorar a performance dos motores turbo. O intercooler é uma espécie de radiador ou, mais especificamente, um permutador de calor. Ele é posicionado entre o turbo e o coletor de admissão, tendo como uma das principais vantagens a redução da temperatura do ar quente que sai do turbo.
 
O ar que sai do turbo está em alta temperatura porque
a) sofreu uma compressão isocórica.
b) sofreu uma compressão adiabática.
c) sofreu uma transformação isotérmica.
d) recebeu diretamente calor dos gases aquecidos do sistema de escape.
e) recebeu diretamente calor do motor a combustão que está em alta temperatura.

Passo 1

Beleza, então a gente tem uma questão sobre turbocompressores e por que o ar que sai do turbo fica em alta temperatura. A matéria envolve conceitos de termodinâmica, especificamente transformações de compressão de gases. Vamos precisar entender os diferentes tipos de compressão para escolher a alternativa correta.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que acontece dentro de um turbocompressor. Quando o ar entra no turbo, ele é comprimido pelas lâminas do rotor. Essa compressão aumenta a pressão do ar, mas também eleva sua temperatura. Isso acontece porque, durante a compressão, a energia é transferida para o ar, aumentando sua energia interna e, consequentemente, sua temperatura.

Passo 3

Agora, vamos lembrar dos tipos de compressão:
  • Compressão isocórica: Ocorre com volume constante. Não é o caso aqui, porque o ar está sendo comprimido, ou seja, o volume está diminuindo.
  • Compressão adiabática: Ocorre sem troca de calor com o ambiente. A compressão é rápida e não há tempo para o calor escapar, então a temperatura do ar aumenta.
  • Transformação isotérmica: Ocorre com temperatura constante. Isso não se aplica aqui, já que sabemos que o ar está esquentando.

Passo 4

Analisando as alternativas:
a) Compressão isocórica: Não se aplica porque o volume muda.
b) Compressão adiabática: Sim, porque o ar é comprimido rapidamente sem troca de calor, aumentando sua temperatura.
c) Transformação isotérmica: Não, a temperatura aumenta.
d) Recebeu calor dos gases de escape: O aumento de temperatura está relacionado principalmente à compressão, não diretamente ao calor dos gases de escape.
e) Recebeu calor do motor a combustão: Semelhante à anterior, o aumento de temperatura é devido à compressão, não diretamente ao calor do motor.

Resposta

A alternativa correta é a b) sofreu uma compressão adiabática.

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