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Questão 110

Rudolf Diesel patenteou um motor a combustão interna de elevada eficiência, cujo ciclo está esquematizado no diagrama pressão x volume. O ciclo Diesel é composto por quatro etapas, duas das quais são adiabáticas. O motor de Diesel é caracterizado pela compressão de ar apenas, com a injeção do combustível no final.

No ciclo Diesel, o calor é absorvido em:

  1. A -> B e C -> D, pois em ambos ocorre realização de trabalho.
  2. A -> B e B -> C, pois em ambos ocorre elevação da temperatura.
  3. C -> D, pois representa uma expansão adiabática e o sistema realiza trabalho.
  4. A-> B, pois representa uma compressão adiabática em que ocorre elevação da temperatura.
  5. B -> C, pois representa expansão isobárica em que o sistema realiza trabalho e a temperatura se eleva.

Comentário da questão

No gráfico, as transformações adiabáticas (sem troca de calor) podem ser identificadas por uma curva. Logo, A para B e C para D não possuem troca de calor. Olhando para a primeira lei da termodinâmica e para o trabalho aplicado por um gas:

 

Q = W + ΔU

W = P . ΔV

 

Para termos uma troca de calor, teremos a execução de trabalho e o aumento de energia interna (aumento de temperatura). Isso pode ser visualizado no processo B para C e D para A (Com isso, já dá para marcar um gabarito). Mas qual dos 2 oferece uma absorção de calor?. Olhando para o processo de B para C, notamos que ocorre trabalho positivo (variação do volume positiva) e, se analisarmos a Lei geral dos gases para um caso de um processo isobárico:

 

V<sub>b</sub> / T<sub>b</sub> = V<sub>c</sub> / T<sub>c</sub>

 

Vemos que uma variação de volume em B gera um aumento de temperatura em B. Mas como um aumento de volume a pressão constante faz com que o gás tenha um aumento de temperatura? Isso ocorre por que o sistema injeta calor nesse processo, para que ocorra a variação da energia interna. Logo, gabarito letra E.

Equipe Descomplica
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Gabarito da questão

Opção E

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Assunto

Calorimetria

Termodinâmica