Unidade 2 - Transformações Termodinâmicas

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Unidade	2	-	Transformações	termodinâmicas
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Introdução	da	unidade
Uma	 vez	 que	 as	 máquinas	 térmicas	 operam/funcionam	 seguindo	 estritamente
processos	 termodinâmicos,	 é	 de	 suma	 importância	 que	 saibamos	 enunciar	 seus
princípios	 de	 funcionamento	 (o	 que	 significa	 um	 dado	 processo;	 qual(is)
princípio(s)	 e	 lei(s)	 da	 termodinâmica	 estão	 envolvido(s))	 e	 como	 modelar
matematicamente	o	problema	físico	em	questão.
Dessa	 forma,	neste	material,	daremos	 início	ao	estudo	dos	ciclos	 termodinâmicos
que	definem	os	diferentes	tipos	de	máquinas	térmicas.	Começaremos	nosso	estudo
abordando	 exatamente	 os	 dois	 ciclos	 mais	 “famosos”	 e	 importantes	 (pelos
princípios	 envolvidos	 nas	 suas	 respectivas	 definições)	 no	 universo	 das	máquinas
térmicas:	o	ciclo	de	Carnot	e	o	ciclo	de	Rankine.
Vamos	aprender	a	identificar	os	processos	e	os	princípios	termodinâmicos	de	cada
ciclo	 e,	 além	 disso,	 aprenderemos	 como	 equacionar	 os	 problemas	 que
compreendem	tais	ciclos.	Calcularemos	as	trocas	de	calor	envolvidas,	os	trabalhos
realizados,	a	influência	das	variáveis	(como	pressão	e	temperatura)	nos	processos
e	as	eficiências	de	cada	ciclo.
Ciclos	termodinâmicos
Muitas	 máquinas	 térmicas	 operam	 de	 maneira	 cíclica,	 adicionando	 energia	 na
forma	de	calor	em	uma	parte	do	ciclo	e	usando	essa	energia	para	realizar	trabalho
útil	em	outra	parte	do	ciclo.	Pensando	na	temática,	o	conteúdo	do	vídeo	oferecerá
um	 importante	 horizonte	 de	 aprendizados	 dentro	 do	 que	 estamos	 estudando.
Vamos	assistir?
Recurso	Externo
Recurso	é	melhor	visualizado	no	formato	interativo
Na	 sequência	 deste	material,	 estudaremos	 os	 seguintes	 ciclos	 de	 potência:	ciclo
de	Carnot	e	o	ciclo	de	Rankine.
Ciclo	de	Carnot
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O	 primeiro	 ciclo	 que	 iremos	 estudar	 recebe	 a	 alcunha	 de	 seu	 idealizador,	 Sadi
Carnot	(1796-1832).	Em	1824,	Carnot	publicou	uma	brochura	intitulada	"Réflexions
sur	 la	 puissance	motrice	 du	 feu	 et	 sur	 les	 machines	 propres	 à	 développer	 cette
puissance"	 (tradução	 livre:	 "Reflexões	 sobre	 a	 força	 motriz	 do	 fogo	 e	 sobre	 as
máquinas	 adequadas	 para	 desenvolver	 essa	 força"),	 na	 qual	 apresentava	 o
conceito	 termodinâmico	 de	 uma	máquina	 que	 operaria	 de	forma	 ideal,	 ou	 seja,
através	de	um	ciclo	ideal.
REFLITA
No	 início	 do	 século	 XIX,	 as	 máquinas	 a	 vapor
passaram	a	desempenhar	um	papel	cada	vez	mais
importante	 na	 indústria	 e	 no	 transporte.	 No
entanto,	 um	 conjunto	 sistemático	 de	 teorias	 da
conversão	de	energia	 térmica	em	 força	motriz	por
motores	 a	 vapor	 ainda	 não	 havia	 sido
desenvolvido.	 Nicolas	 Léonard	 Sadi	 Carnot	 (1796-
1832),	 engenheiro	 militar	 francês,	 foi	 o
responsável	 pela	 primeira	 publicação	 a	 respeito,
em	 1824.	 O	 livro	 propunha	 uma	 teoria
generalizada	 de	 motores	 térmicos,	 bem	 como	 um
modelo	 idealizado	 de	 um	 sistema	 termodinâmico
para	 um	 motor	 térmico	 que,	 hoje	 em	 dia,
conhecemos	como	sendo	o	ciclo	de	Carnot.	Carnot
desenvolveu	 a	 base	 da	 segunda	 lei	 da
termodinâmica	 e	 é	 frequentemente	 descrito	 como
o	"pai	da	termodinâmica".	
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Esse	 ciclo	 é	 dito	 ideal	 pois	 todos	 os	 processos	 são	 assumidos	 como	 sendo
reversíveis,	ou	seja,	são	processos	isentrópicos	e	adiabáticos.
Para	 uma	melhor	 compreensão	 acerca	 da	 segunda	 lei	 da	 termodinâmica	 e	 sobre
reversibilidade/irreversibilidade	 de	 processos,	 segundo	 essa	 mesma	 lei,	 leia	 o
conteúdo	sugerido	a	seguir.
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DICA
Leia	as	páginas	208	a	214,	do	livro	"Fundamentos
da	termodinâmica",	de	Borgnakke	e	Sonntag
(2018).
Para	conferir	a	leitura,	clique	ou	copie	o	link	a
seguir	em	seu	navegador	e	acesse:
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/16
4481/pdf	
Dessa	forma,	 independentemente	da	substância	de	trabalho,	esse	ciclo	apresenta
sempre	 os	mesmos	 quatro	 processos	 básicos	 e	 reversíveis.	 Eles	 estão	 listados	 a
seguir.
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/164481/pdf
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A	figura	a	seguir	mostra	um	exemplo	de	uma	máquina	 térmica	que	opera	em	um
ciclo	 de	 Carnot	 (e	 seu	 respectivo	 ciclo	 reverso,	 no	 qual	 se	 tem	 um	 refrigerador
ideal).
FIGURA	1	-	Ciclo	de	Carnot	(máquina	térmica)	e	ciclo	de	Carnot	reverso
(refrigerador)
Fonte:	Elaboração	do	autor,	2022.
Do	ponto	de	vista	de	modelagem	matemática	e	assumindo	o	modelo	de	gás	 ideal
para	 o	 fluido	 de	 trabalho,	 pode-se	 equacionar	 cada	 um	dos	 processos	 de	 formas
diferentes,	como	consta	a	seguir.
Um	processo	de	expansão	isotérmica,	no	qual	o	calor	é
transferido	de,	ou	para,	o	reservatório	quente.
Um	processo	de	expansão	adiabática,	no	qual	a	temperatura	do
fluido	de	trabalho	passa	daquela	do	reservatório	quente	àquela
do	reservatório	frio.
Um	processo	de	compressão	isotérmica,	no	qual	o	calor	é
transferido	para/do	reservatório	frio.
Um	processo	de	compressão	adiabática,	no	qual	a	temperatura
do	fluido	de	trabalho	passa	daquela	do	reservatório	frio	àquela	do
reservatório	quente.
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Expansão	 isotérmica	 (ocorre	 no	 processo	 de	 transferência	 de	 calor	 entre	 o
reservatório	quente	e	o	gerador	de	vapor).
Expansão	adiabática	(ocorre	no	processo	de	realização	de	trabalho	na	turbina).
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Compressão	 isotérmica	 (ocorre	 no	 processo	 de	 transferência	 de	 calor	 entre	 o
condensador	e	o	reservatório	frio).
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Compressão	adiabática	(ocorre	no	processo	de	pressurização	na	bomba).
A	figura	a	seguir	mostra	a	representação	do	ciclo	de	Carnot	em	um	diagrama	p-V.
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FIGURA	1	-	Diagrama	p-V	do	ciclo	de	Carnot
Fonte:	CRISTIAN	QUINZACARA	/	WIKIMEDIA	COMMONS	[Adaptada].
Dessa	 forma,	em	 linhas	gerais,	aprendemos	a	calcular	os	principais	elementos	de
transferência	de	energia	(calor	e	trabalho)	para	um	ciclo	de	Carnot	operando	com
gás	 ideal.	 De	 um	 ponto	 de	 vista	 mais	 prático,	 calcularemos,	 agora,	 qual	 seria	 a
eficiência	de	uma	eventual	máquina	térmica	que	venha	a	operar	segundo	tal	ciclo.
Para	 o	 cálculo	 de	 eficiência	 de	 um	 ciclo,	 devemos	 levar	 em	 consideração	 o
trabalho	 líquido	 produzido	 ( í )	 e	 a	 quantidade	 de	 calor	 fornecida	 à	 máquina
através	do	reservatório	quente	( ),	de	modo	que	a	eficiência	pode	ser	calculada
como	sendo:
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í
Nesse	ponto,	é	 importante	salientarmos	que	o	 termo	trabalho	 líquido	(Wlíq)	se
refere	ao	 fato	de	que	parte	do	 trabalho	gerado	na	expansão	adiabática	pode	 ser
consumido	no	processo	de	compressão	adiabática.
Ao	 relembrarmos	 a	 expressão	 desenvolvida	 anteriormente	 para	 indicar	 os	 fluxos
de	 energia	 envolvidos	 em	 um	 ciclo	 termodinâmico	 ( ),
chegamos	à	seguinte	formulação	para	o	cálculo	da	eficiência	do	ciclo	de	Carnot:
E,	ao	se	recuperar	as	grandezas	 	e	 ,	desenvolvidas	anteriormente,	temos	o
seguinte	valor	final	de	eficiência:
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Para	 um	maior	 detalhamento	 acerca	 dos	 cálculos	 desenvolvidos	 até	 o	momento,
leia	o	conteúdo	sugerido	a	seguir.
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DICA
Leia	as	páginas	149	a	155,	do	 livro	 "Fundamentos
da	 termodinâmica	 clássica",	 de	 Van	 Wylen,
Borgnakke	e	Sonntag	(2009).	
Para	 conferir	 a	 leitura,	 copie	 o	link	 em	 seu
navegador	 e	 acesse	 a	 Biblioteca	 Virtual:
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/17
6467/pdf	
Por	 último	 e	 não	 menos	 importante,	 é	 válido	 destacarmos	 três	 teoremas	 que
decorrem	da	premissa	de	reversibilidade	nos	processos,	assumida	por	Carnot.	São
eles:
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/176467/pdf
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1.	 é	impossível	construir	uma	máquina	térmica	que	opere
entre	dois	reservatórios	térmicos	e	que	tenha	maior
rendimento	que	uma	máquina	reversível	operando	entre
os	mesmos	reservatórios( á );
2.	 todas	 as	 máquinas	 térmicas	 que	 operam	 segundo	 um
ciclo	 de	 Carnot,	 entre	 dois	 reservatórios	 de
temperatura	constante,	têm	o	mesmo	rendimento;
3.	 todo	ciclo	irreversível	que	funcione	entre	as	mesmas
fontes	 de	 temperatura	 tem	 rendimento	 menor	 que	 o
ciclo	de	Carnot	( ).
Para	ver	uma	aplicação	prática	de	parte	dos	cálculos	desenvolvidos	até	o
momento,	convidamos	você	a	assistir	à	resolução	de	uma	questão	que	envolve	os
conceitos	de	eficiência,	trabalho	e	calor	para	o	ciclo	de	Carnot.
SAIBA	MAIS
Para	saber	mais,	clique	ou	copie	o	link	a	seguir	em	seu	navegador	e	acesse
o	vídeo:	https://www.youtube.com/watch?v=JhYT0RpuqaA
Vamos,	 agora,	 colocar	 esse	 conhecimento	 em	 prática	 e	 resolver	 um	 problema
envolvendo	ciclo	de	Carnot.	
Situação-problema
https://www.youtube.com/watch?v=JhYT0RpuqaA
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Considere	uma	máquina	térmica	que	opere	entre	um	reservatório	térmico	a	550	°C
e	o	ambiente	(temperatura	de	27	°C).	Sabe-se	que	a	taxa	de	transferência	de	calor
entre	 o	 reservatório	 e	 a	máquina	 é	 de	 1	MW	 e	 que	 a	 potência	 da	máquina	 (sua
taxa	 de	 realização	 de	 trabalho)	 é	 de	 450	 kW.	 Calcule	 a	 taxa	 de	 transferência	 de
calor	para	o	ambiente	e	a	eficiência	dessa	máquina.	Na	sequência,	compare	esse
valor	com	o	relativo	a	uma	máquina	térmica	de	Carnot	operando	entre	os	mesmos
reservatórios	térmicos.
Solução
Nós	já	sabemos	que,	do	ponto	de	vista	da	primeira	lei	da	termodinâmica,	para	toda
e	qualquer	máquina	térmica:
Como,	nesse	problema,	estamos	trabalhando	com	taxas	(taxa	de	transferência	de
calor,	 taxa	 de	 realização	 de	 trabalho	 ↔	 potência),	 basta	 reescrevermos	 essa
mesma	equação	sob	a	forma	de	taxa:
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Portanto	 temos	 que	 a	 taxa	 de	 transferência	 de	 calor	 para	 o	 ambiente	 será	 dada
por:
Já	para	o	cálculo	da	eficiência	de	um	ciclo,	temos	que:
Agora,	 para	 calcularmos	 a	 eficiência	 do	 que	 seria	 uma	mesma	máquina	 térmica
operando	segundo	um	ciclo	de	Carnot,	temos	que:
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ó
Percebemos	 que	 a	 eficiência	 de	 Carnot	 é	 realmente	 maior	 (1.41	 vezes,	 para
sermos	mais	exatos)	do	que	a	máquina	térmica	real	exemplificada.
Ciclo	de	Rankine
O	segundo	ciclo	que	estudaremos	nesta	unidade	também	recebe	a	alcunha	de	seu
idealizador,	William	John	Macquorn	Rankine	(1820-1872).	O	ciclo	de	Rankine	pode
ser	 identificado	 como	 sendo	 o	 princípio	 básico	 de	 funcionamento	 de	 uma	 usina
termelétrica.	 Isso	 significa	 também	 dizer	 que,	 em	 termos	 práticos,	 o	 ciclo	 de
Rankine	é	o	mais	apropriado	para	ciclos	de	potência	a	vapor	reais.	Sendo	assim	é
importante	dizer	que	o	ciclo	de	Carnot,	visto	anteriormente,	não	é	adequado	para
os	ciclos	de	potência	a	vapor	reais,	já	que	é	extremamente	inviável	aproximá-lo	da
prática.	 O	 Ciclo	 de	 Rankine,	 em	 sua	 forma	 idealizada	 (veremos	 depois	 alguns
desdobramentos	 que	 fogem	 do	 cenário	 ideal),	 consiste	 em	 quatro	 processos
internamente	reversíveis	e	utiliza	água,	na	maioria	das	vezes,	como	fluido	motor,
seja	na	forma	líquida	ou	na	forma	de	vapor	ou	gás,	com	a	chamada	turbina	a	vapor
(MORAN	et	al.,	2011).
Para	 uma	 melhor	 compreensão	 acerca	 dos	 estados	 termodinâmicos	 de	 uma
substância	pura,	sobre	as	distinções	entre	os	estados	líquido	comprimido	x	líquido
saturado	 e	 vapor	 saturado	 x	 vapor	 superaquecido,	 leia	 o	 conteúdo	 sugerido	 a
seguir.
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DICA
Leia	as	páginas	54	a	61,	do	livro	"Fundamentos	da
termodinâmica",	 de	 Borgnakke	 e	 Sonntag	 (2018).
Para	 conferir	 a	 leitura,	 copie	 o	 link	 em	 seu
navegador	 e	 acesse	 a	 Biblioteca	 Virtual:
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/16
4481/pdf	
Portanto	 como	 há	mudança	 de	 estado	 nesse	 ciclo	 (de	 vapor	 para	 líquido	 e	 vice-
versa),	 é	 importante	 saber	 distinguir	 os	 estados	 líquido	 comprimido,	 líquido
saturado,	vapor	saturado	e	vapor	superaquecido.
Ciclo	de	Rankine	ideal
O	ciclo	de	Rankine	ideal	é	ilustrado	na	figura	a	seguir.
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/164481/pdf
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FIGURA	1	-	Ilustração	do	ciclo	de	Rankine	ideal
Fonte:	Elaboração	do	autor,	2022.
No	 ciclo	 idealizado,	 para	 efeito	 de	 simplificação	 das	 análises,	 não	 se	 consideram
eventuais	 perdas	 que	 podem	 ocorrer	 entre	 os	 componentes	 do	 ciclo	 e	 suas
redondezas.	Não	se	consideram	também	variações	de	energia	potencial	e	cinética.
Adota-se,	portanto,	os	princípios	da	conservação	de	massa	e	energia.
Os	processos	que	ocorrem	em	cada	componente	estão	listados	a	seguir.
(Clique	nas	setas	para	avançar	ou	retornar	o	conteúdo)
Turbina	 –	 expansão	 do	 vapor	 na	 turbina	 com	 o	 objetivo	 de
realizar	 trabalho.	 Nesse	 caso,	 o	 fluido	 (vapor)	 chega	 na	 turbina
com	pressão	e	temperatura	elevadas	e	deixa	a	mesma	com	uma
pressão	baixa.
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Condensador	 –	 transferência	 de	 calor	 do	 fluido	 (vapor)	 para
outro	 sistema	 (geralmente	 uma	 água	 caracterizada	 como	 sendo
água	de	arrefecimento).
Bomba	 –	 elevação	 da	 pressão	 do	 fluido	 (já	 em	 estado	 líquido,
pois	foi	condensado	anteriormente)	até	a	caldeira.
Caldeira	 -	 aquecimento	 do	 fluido	 (líquido	 pressurizado)	 até	 um
estado	de	saturação	e	posterior	vaporização.
Em	termos	dos	processos	termodinâmicos	envolvidos,	tem-se	o	seguinte:
1→2:	bombeamento	(compressão)	adiabático	na	bomba;
2→3:	transferência	de	calor	a	pressão	constante,	na
caldeira;
3→4:	expansão	adiabática	na	turbina;
4→1:	transferência	de	calor	a	pressão	constante,	no
condensador;
De	maneira	análoga	ao	que	foi	feito	para	o	ciclo	de	Carnot,	vamos,	agora,	avaliar	a
modelagem	matemática	envolvida	nos	processos	do	ciclo	de	Rankine.
Bombeamento	(compressão)	adiabático	na	bomba
Aplicando	na	bomba	a	relação	de	propriedades	deduzidas	a	partir	da	primeira	e	da
segunda	lei	da	termodinâmica	para	um	processo	adiabático	e	isentrópico,	temos:
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Obs.:	 usualmente,	 se	 calcula	 o	 trabalho	 fornecido	 à	 bomba	 em	 função	 de	 seu
diferencial	de	pressão	pela	praticidade	do	equipamento	em	questão	(afinal,	como
o	efeito	de	uma	bomba	é	pressurizar,	sabe-se	os	valores	de	pressão	inicial	e	final
na	mesma).
Transferência	de	calor	a	pressão	constante,	na	caldeira
Aplicando	na	caldeira	a	 relação	de	propriedades	deduzidas	a	partir	da	primeira	e
da	 segunda	 lei	 da	 termodinâmica	 para	 um	 processo	 no	 qual	 a	 água	 entra	 como
líquido	comprimido	e	sai	como	vapor	saturado	ou	vapor	superaquecido,	temos:
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Obs.:	 usualmente,	 se	 calcula	 esse	 calor	 sob	 um	 diferencial	 de	 entalpia,	 pela
praticidade	de	se	consultar	as	tabelas	de	entalpia	do	fluido	de	trabalho,	dado	que
se	trata	de	um	processo	de	mudança	de	fase.
Expansão	adiabática	na	turbina
Aplicando	na	turbina	a	relação	de	propriedades	deduzidas	a	partir	da	primeira	e	da
segunda	lei	da	termodinâmica	para	um	processo	adiabático	e	isentrópico,	temos:
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23	-	48
Obs.:	 usualmente,	 se	 calcula	 esse	 trabalho	 sob	 um	 diferencial	 de	 entalpia	 pela
praticidade	de	se	consultar	as	tabelas	de	entalpia	do	fluido	de	trabalho,	dado	que
se	 trata	 de	 um	 processo	 em	 que	 se	 pode	 determinar	 facilmente	 tais	 valores
através	 do	 fato	 de	 a	 entropia	 ser	 a	mesma	 (geralmente,	 o	 grau	 de	 saturação	 do
fluido	também	é	calculado).
Transferência	de	calor	a	pressão	constante,	no	condensador
Aplicando	 no	 condensador	 a	 relação	 de	 propriedades	 deduzidas	 a	 partir	 da
primeira	 e	 da	 segunda	 lei	 da	 termodinâmica	 para	 um	 processo	 no	 qual	 a	 água
entra	 como	 vapor	 saturado	 úmido	 ou	 saturado	 seco	 e	 sai	 como	 líquido	 saturado,
temos:
Obs.:	 usualmente,	 se	 calcula	 esse	 calor	 sob	 um	 diferencial	 de	 entalpia	 pela
praticidade	de	se	consultar	as	tabelas	de	entalpia	do	fluido	de	trabalho,	dado	que
se	trata	de	um	processo	de	mudança	de	fase.
De	modo	 análogo	 ao	 que	 foi	 feito	 para	 o	 ciclo	 de	Carnot,	 calcularemos,	 agora,	 a
eficiência	 do	 ciclode	 Rankine.	 E,	 novamente,	 teremos	 a	 eficiência	 calculada	 da
seguinte	forma:
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í
Escrevendo	a	eficiência	em	função	das	entalpias,	temos	que:
Afastamento	dos	ciclos	reais	em	relação	aos	ciclos	ideais
Até	agora,	nós	avaliamos	somente	os	ciclos	sob	uma	ótica	idealizada,	na	qual	não
há	 perdas	 de	 energia	 e	 todos	 os	 processos	 envolvidos	 são	 reversíveis.	 Vamos,
agora,	listar	algumas	das	principais	perdas	envolvidas	nos	ciclos.	Clique	nas	caixas
em	azul	claro	abaixo	e	confira:
Recurso	Externo
Recurso	é	melhor	visualizado	no	formato	interativo
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Modificações	no	ciclo	de	Rankine
Antes	 de	 abordarmos	 algumas	 pequenas	 modificações	 que	 podem	 ser	 feitas	 em
um	 ciclo	 de	 Rankine,	 vamos	 analisar,	 no	 vídeo	 a	 seguir,	 esse	 ciclo	 a	 partir	 do
diagrama	T-s	(temperatura	x	entropia).
Recurso	Externo
Recurso	é	melhor	visualizado	no	formato	interativo
Agora,	após	assistirmos	ao	vídeo,	de	maneira	análoga	ao	que	fizemos	com	o	ciclo
de	 Carnot,	 vamos	 colocar	 o	 conhecimento	 em	 prática	 e	 resolver	 um	 problema
envolvendo	o	ciclo	de	Rankine.
Situação-problema
Considere	 uma	 usina	 termelétrica	 que	 funciona	 conforme	 um	 ciclo	 de	 Rankine
ideal.	Tal	usina	utiliza	vapor	d'água	como	fluido	de	trabalho.	Durante	seu	ciclo	de
operação,	 vapor	 saturado	 entra	 na	 turbina	 a	 8.0	 MPa.	 Ainda	 em	 relação	 à	 sua
operação,	 sabe-se	 que	 líquido	 saturado	 sai	 do	 condensador	 a	 uma	 pressão	 de
0.008	 MPa.	 Sabe-se,	 também,	 que	 a	 potência	 líquida	 dessa	 usina	 é	 de	 100	 MW.
Determine:	(a)	 a	 eficiência	 térmica	 da	 usina;	(b)	 a	 vazão	 mássica	 do	 fluido	 de
trabalho,	 em	 Kg/h;	(c)	 a	 taxa	 de	 transferência	 de	 calor	 fornecida	 ao	 fluido	 de
trabalho	na	caldeira,	 ,	em	MW;	(d)	a	taxa	da	transferência	de	calor	retirada
do	fluido	de	trabalho	no	condensador,	 ,	em	MW.
Solução
Antes	 de	 sairmos	 calculando	 todos	 os	 fluxos	 de	 calor	 e	 trabalho,	 precisamos
calcular	 as	 entalpias	 para	 cada	um	dos	 estados	 termodinâmicos	do	 ciclo.	 	 Como,
na	 entrada	 da	 turbina,	 a	 pressão	 é	 de	 8.0	 MPa	 e	 o	 vapor	 d’água	 é	 um	 vapor
saturado,	pela	tabela,	temos	 	e	null.
E-Book	-	Apostila
26	-	48
DICA
Para	 ter	 acesso	 às	 tabelas	 das	 propriedades
termodinâmicas	da	água,	confira	as	páginas	517	a
526,	 do	 livro	 "Fundamentos	 da	 termodinâmica
clássica",	 de	 Van	 Wylen,	 Borgnakke	 e	 Sonntag
(2009).
Para	 conferir	 a	 leitura,	 clique	 ou	 copie	 o	link	 a
seguir	 em	 seu	 navegador	 e	 acesse:
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/17
6467/pdf	
Já	para	o	estado	2,	sabe-se	que	a	pressão	vale	0.008	MPa.	Sabe-se,	também,	que,
na	turbina,	a	expansão	é	considerada	adiabática	e	 internamente	reversível,	o	que
equivale	 dizer	 que	 a	 entropia	 específica	 é	 constante.	 Ao	 se	 utilizar	 os	 dados	 de
vapor	saturado	e	de	líquido	saturado	da	tabela,	determinamos	o	título	do	estado	2
como	sendo:	
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Loader/176467/pdf
E-Book	-	Apostila
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A	entalpia	para	o	estado	2	vale,	portanto
O	estado	3	é	líquido	saturado	a	0.008	MPa,	de	forma	que	 .
O	estado	4	é	determinado	pela	pressão	da	caldeira	p4	e	pela	entropia	específica	s4
=	s3.	A	entropia	específica	h4	pode	ser	encontrada	por	interpolação	nas	tabelas	de
líquido	comprimido.	Porém,	como	 já	explicitamos,	ao	 fazermos	os	cálculos	para	o
trabalho	 consumido	 na	 bomba	 em	 função	 do	 seu	 diferencial	 de	 pressão,	 temos
que:
E-Book	-	Apostila
28	-	48
Dessa	forma,	para	o	cálculo	da	eficiência	térmica	(a),	temos	que:
Para	o	cálculo	da	vazão	mássica	(b),	vamos	trabalhar	com	a	informação	acerca	do
trabalho	 líquido	da	máquina,	que	o	enunciado	nos	oferece.	Dessa	 forma	 sabendo
que	o	trabalho	líquido	pode	ser	escrito	sob	a	seguinte	forma,
E-Book	-	Apostila
29	-	48
í ,
temos	que:
Por	 último,	 uma	 vez	 que	 temos	 posse	 de	 todos	 os	 valores	 de	 entalpia	 e,	 agora,
temos	também	o	valor	da	vazão	mássica,	fica	fácil	calcular	a	taxa	de	transferência
de	 calor	 que	 entra	 através	 da	 caldeira	 	 (c),	 bem	 como	 a	 taxa	 da
transferência	de	calor	que	sai	através	do	condensador	 	(d).
E-Book	-	Apostila
30	-	48
Considerações	finais
Nessa	unidade,	você	teve	a	oportunidade	de:
reconhecer	 o	 funcionamento	 e	 a	 metodologia	 de
dimensionamento	de	um	ciclo	de	Carnot;
reconhecer	 o	 funcionamento	 e	 a	 metodologia	 de
dimensionamento	de	um	ciclo	de	Rankine;
identificar	 como	 resolver	 situações-problema	 através	 da
resolução	 de	 exercícios	 propostos	 envolvendo	 esses	 dois
ciclos.
E-Book	-	Apostila
31	-	48
Aprendemos	 que	 as	 máquinas	 térmicas	 funcionam	 de	 maneira	 cíclica	 e	 que	 é
através	 desses	 ciclos	 que	 uma	máquina	 consegue	 realizar	 trabalho.	 Começamos
nossa	 unidade	 tratando	 do	 ciclo	 termodinâmico	 mais	 fundamental:	 o	ciclo	 de
Carnot.	 Aprendemos	 que	 é	 um	 ciclo	 ideal,	 no	 qual	 todos	 os	 processos	 são
assumidos	 como	 sendo	 reversíveis	 (portanto	 isentrópicos).	 E,	 por	 ser	 um	 ciclo
ideal,	 é	 o	 ciclo	 termodinâmico	 que	 apresenta	 maior	 eficiência,	 sendo	 a	 mesma
calculada	facilmente	somente	em	função	das	temperaturas	de	seus	reservatórios.
Na	 sequência,	 aprendemos	 um	 pouco	 mais	 sobre	 o	 ciclo	 termodinâmico	 mais
aplicado	 em	 centrais	 termelétricas:	 o	ciclo	 de	 Rankine.	 Vimos	 que	 opera	 com
mudanças	 de	 estado	 (líquido	 comprimido	↔	 líquido	 saturado	↔	 vapor	 saturado	↔
vapor	 superaquecido)	 de	 seu	 fluido	 de	 trabalho	 e	 que,	 por	 conta	 disso,	 se	 torna
prático	calcular	as	parcelas	de	energia	em	função	das	entalpias	associadas.	Vimos
também	quais	são	as	principais	irreversibilidades	e	perdas	associadas	a	esse	ciclo
e,	além	disso,	quais	são	algumas	das	pequenas	modificações	que	podem	ser	feitas
nesse	 ciclo	 (alteração	 de	 pressão	 na	 entrada	 e	 saída	 da	 turbina	 +
superaquecimento	na	caldeira)	com	o	objetivo	de	se	obter	uma	maior	eficiência	do
mesmo.	Vimos,	também,	que,	do	ponto	de	vista	da	modelagem	matemática,	todos
os	 processos	 envolvidos	 recaem	 sempre	 nas	 duas	 leis	 da	 termodinâmica	 e	 no
princípio	de	conservação	de	massa.
Agora	que	finalizamos	esse	conteúdo,	vamos	testar	seus	conhecimentos
com	o	quiz	a	seguir.	
QUIZ
Leia	o	trecho	a	seguir:
E-Book	-	Apostila
32	-	48
"Algumas	 centrais	 de	 potência,	 como	 a	 central
simples	 a	 vapor	 d'água,	 operam	 segundo	 um	 ciclo.
Isto	 é,	 o	 fluido	 de	 trabalho	 sofre	 uma	 série	 de
processos	 e,	 finalmente,	 retorna	 ao	 seu	 estado
inicial.	 Em	outras	 centrais	 de	potência,	 tais	 como	o
motor	 de	 combustão	 interna	 e	 a	 turbina	 a	 gás,	 o
fluido	 de	 trabalho	 não	 passa	 por	 um	 ciclo
termodinâmico,	 ainda	 que	 o	 equipamento	 opere
segundo	 um	 ciclo	 mecânico"	 (BORGNAKKE;
SONNTAG,	2018,	p.	369).
Considerando	os	ciclos	estudados	nessa	unidade,
analise	as	afirmativas	a	seguir:
I.	 A	 eficiência	 do	 ciclo	 de	 Carnot	 será
sempre	maior	ou	igual	do	que	a	eficiência
de	 um	 ciclo	 de	 Rankine,	 sob	 as	 mesmas
temperaturas	de	trabalho.
II.	 O	 ciclo	 de	 Carnot	 é	 constituído	 pelos
seguintes	 processos:	 compressão
adiabática	 →	 transferência	 de	 calor	 a
pressão	 constante	→	expansão	 adiabática
→	 transferência	 de	 calor	 a	 pressão
constante.
III.	 O	 ciclo	 de	 Rankine	 é	 constituído	 pelos
seguintes	processos:	expansão	 isotérmica
→	 expansão	 adiabática	 →	 compressão
isotérmica	→	compressão	adiabática.
IV.	 Quanto	 maior	 a	 temperatura	 no
reservatório	 quente,	 maior	 será	 a
eficiência	 das	 máquinas	 para	 ambos	 os
ciclos	(Carnot	e	Rankine).
É	correto	o	que	se	afirma	em:
I,	apenas.a
E-Book	-	Apostila
33	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é
verdadeira,	pois	o	ciclo	de	Carnot,	por	ser	o	mais
idealizado	dentre	todos	os	ciclos	termodinâmicos,
apresentará	sempre	uma	eficiência	maior	do	que	um
ciclo	de	Rankine,	sob	as	mesmas	temperaturas	de
trabalho.	Já	a	afirmação	II	é	falsa,	pois	o	ciclo	de
Carnot	é	constituído	pelos	seguintes	processos:
expansão	isotérmica→	expansão	adiabática	→
compressão	isotérmica	→	compressão	adiabática.	A
afirmação	III	também	é	falsa,	pois	o	ciclo	de	Rankine	é
constituído	pelos	seguintes	processos:	compressão
adiabática	→	transferência	de	calor	a	pressão
constante	→	expansão	adiabática	→	transferência	de
calor	a	pressão	constante.	Por	último,	a	afirmação	IV	é
verdadeira,	pois	tanto	para	o	ciclo	de	Carnot	quanto
para	o	de	Rankine,	quanto	maior	for	a	temperatura	no
reservatório	quente,	maior	serão	suas	respectivas
eficiências.
I	e	II,	apenas.b
E-Book	-	Apostila
34	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é
verdadeira,	pois	o	ciclo	de	Carnot,	por	ser	o	mais
idealizado	dentre	todos	os	ciclos	termodinâmicos,
apresentará	sempre	uma	eficiência	maior	do	que	um
ciclo	de	Rankine,	sob	as	mesmas	temperaturas	de
trabalho.	Já	a	afirmação	II	é	falsa,	pois	o	ciclo	de
Carnot	é	constituído	pelos	seguintes	processos:
expansão	isotérmica	→	expansão	adiabática	→
compressão	isotérmica	→	compressão	adiabática.	A
afirmação	III	também	é	falsa,	pois	o	ciclo	de	Rankine	é
constituído	pelos	seguintes	processos:	compressão
adiabática	→	transferência	de	calor	a	pressão
constante	→	expansão	adiabática	→	transferência	de
calor	a	pressão	constante.	Por	último,	a	afirmação	IV	é
verdadeira,	pois	tanto	para	o	ciclo	de	Carnot	quanto
para	o	de	Rankine,	quanto	maior	for	a	temperatura	no
reservatório	quente,	maior	serão	suas	respectivas
eficiências.
I,	III	e	IV,	apenas.c
E-Book	-	Apostila
35	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é
verdadeira,	pois	o	ciclo	de	Carnot,	por	ser	o	mais
idealizado	dentre	todos	os	ciclos	termodinâmicos,
apresentará	sempre	uma	eficiência	maior	do	que	um
ciclo	de	Rankine,	sob	as	mesmas	temperaturas	de
trabalho.	Já	a	afirmação	II	é	falsa,	pois	o	ciclo	de
Carnot	é	constituído	pelos	seguintes	processos:
expansão	isotérmica	→	expansão	adiabática	→
compressão	isotérmica	→	compressão	adiabática.	A
afirmação	III	também	é	falsa,	pois	o	ciclo	de	Rankine	é
constituído	pelos	seguintes	processos:	compressão
adiabática	→	transferência	de	calor	a	pressão
constante	→	expansão	adiabática	→	transferência	de
calor	a	pressão	constante.	Por	último,	a	afirmação	IV	é
verdadeira,	pois	tanto	para	o	ciclo	de	Carnot	quanto
para	o	de	Rankine,	quanto	maior	for	a	temperatura	no
reservatório	quente,	maior	serão	suas	respectivas
eficiências.
II	e	IV,	apenas.d
E-Book	-	Apostila
36	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é
verdadeira,	pois	o	ciclo	de	Carnot,	por	ser	o	mais
idealizado	dentre	todos	os	ciclos	termodinâmicos,
apresentará	sempre	uma	eficiência	maior	do	que	um
ciclo	de	Rankine,	sob	as	mesmas	temperaturas	de
trabalho.	Já	a	afirmação	II	é	falsa,	pois	o	ciclo	de
Carnot	é	constituído	pelos	seguintes	processos:
expansão	isotérmica	→	expansão	adiabática	→
compressão	isotérmica	→	compressão	adiabática.	A
afirmação	III	também	é	falsa,	pois	o	ciclo	de	Rankine	é
constituído	pelos	seguintes	processos:	compressão
adiabática	→	transferência	de	calor	a	pressão
constante	→	expansão	adiabática	→	transferência	de
calor	a	pressão	constante.	Por	último,	a	afirmação	IV	é
verdadeira,	pois	tanto	para	o	ciclo	de	Carnot	quanto
para	o	de	Rankine,	quanto	maior	for	a	temperatura	no
reservatório	quente,	maior	serão	suas	respectivas
eficiências.
I	e	IV,	apenas.e
E-Book	-	Apostila
37	-	48
Resposta	Correta:
A	alternativa	está	correta.	A	afirmação	I	é	verdadeira,
pois	o	ciclo	de	Carnot,	por	ser	o	mais	idealizado
dentre	todos	os	ciclos	termodinâmicos,	apresentará
sempre	uma	eficiência	maior	do	que	um	ciclo	de
Rankine,	sob	as	mesmas	temperaturas	de	trabalho.	Já
a	afirmação	II	é	falsa,	pois	o	ciclo	de	Carnot	é
constituído	pelos	seguintes	processos:	expansão
isotérmica	→	expansão	adiabática	→	compressão
isotérmica	→	compressão	adiabática.	A	afirmação	III
também	é	falsa,	pois	o	ciclo	de	Rankine	é	constituído
pelos	seguintes	processos:	compressão	adiabática	→
transferência	de	calor	a	pressão	constante	→
expansão	adiabática	→	transferência	de	calor	a
pressão	constante.	Por	último,	a	afirmação	IV	é
verdadeira,	pois	tanto	para	o	ciclo	de	Carnot	quanto
para	o	de	Rankine,	quanto	maior	for	a	temperatura	no
reservatório	quente,	maior	serão	suas	respectivas
eficiências.
Os	dados	indicados	a	seguir	são
assumidos	como	sendo	pertencentes	a
ciclos	de	Carnot,	operando	entre
reservatórios	quentes	e	frios	a	1000	K
e	300K,	respectivamente.
Para	cada	caso,	determine	se	o	ciclo	opera	de	forma
reversível	(R),	irreversível	(IR)	ou	se	o	mesmo	é
impossível	(IM).
E-Book	-	Apostila
38	-	48
I.	 (		)	
.
II.	 (		)	
.
III.	 (		)	
.
IV.	 (		)	
.
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	Por	se	tratar	de	um	ciclo
de	Carnot	operando	entre	temperaturas	de	300	K	e
1000	K,	podemos	calcular	rapidamente	a	sua
eficiência	como	sendo	η	=	1	-	Tc	/	Th	=	1	-	300	/	1000
=	0.70	(ou	70%).	Dessa	forma	o	ciclo	indicado	em	I	é,
primeiramente,	possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=
Wciclo),	mas	é	irreversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-
300	/	600	=	0.50	(ou	50%),	inferior	à	eficiência	de
Carnot.	Já	o	ciclo	indicado	em	II	é,	primeiramente,
possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=	Wciclo),	e	também
é	reversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-	120	/	400	=
0.70	(ou	70%),	igual	à	eficiência	de	Carnot.	O	ciclo
indicado	em	III	é	impossível	de	existir,	pois	Qh	-	Qc	≠
Wciclo.	Por	último,	o	ciclo	indicado	em	IV	também	é
impossível	de	existir,	pois,	apesar	de	Qh	-	Qc	=
Wciclo,	quando	calculamos	a	sua	eficiência,	η	=	1	-	Qc
/	Qh	=	1	-	200	/	800	=	0.75	(ou	75%),	percebemos	que
é	maior	do	que	a	eficiência	de	Carnot,	o	que	é
impossível	de	ocorrer	nessa	condição.
R,	IR,	IR,	IM.a
E-Book	-	Apostila
39	-	48
Resposta	Correta:
A	alternativa	está	correta.	Por	se	tratar	de	um	ciclo	de
Carnot	operando	entre	temperaturas	de	300	K	e	1000
K,	podemos	calcular	rapidamente	a	sua	eficiência
como	sendo	η	=	1	-	Tc	/	Th	=	1	-	300	/	1000	=	0.70
(ou	70%).	Dessa	forma	o	ciclo	indicado	em	I	é,
primeiramente,	possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=
Wciclo),	mas	é	irreversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-
300	/	600	=	0.50	(ou	50%),	inferior	à	eficiência	de
Carnot.	Já	o	ciclo	indicado	em	II	é,	primeiramente,
possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=	Wciclo),	e	também
é	reversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-	120	/	400	=
0.70	(ou	70%),	igual	à	eficiência	de	Carnot.	O	ciclo
indicado	em	III	é	impossível	de	existir,	pois	Qh	-	Qc	≠
Wciclo.	Por	último,	o	ciclo	indicado	em	IV	também	é
impossível	de	existir,	pois,	apesar	de	Qh	-	Qc	=
Wciclo,	quando	calculamos	a	sua	eficiência,	η	=	1	-	Qc
/	Qh	=	1	-	200	/	800	=	0.75	(ou	75%),	percebemos	que
é	maior	do	que	a	eficiência	de	Carnot,	o	que	é
impossível	de	ocorrer	nessa	condição.
IR,	R,	IM,	IM.b
IR,	IM,	IM,	R.c
E-Book	-	Apostila
40	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	Por	se	tratar	de	um	ciclo
de	Carnot	operando	entre	temperaturas	de	300	K	e
1000	K,	podemos	calcular	rapidamente	a	sua
eficiência	como	sendo	η	=	1	-	Tc	/	Th	=	1	-	300	/	1000
=	0.70	(ou	70%).	Dessa	forma	o	ciclo	indicado	em	I	é,
primeiramente,	possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=
Wciclo),	mas	é	irreversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-
300	/	600	=	0.50	(ou	50%),	inferior	à	eficiência	de
Carnot.	Já	o	ciclo	indicado	em	II	é,	primeiramente,
possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=	Wciclo),	e	também
é	reversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-	120	/	400	=
0.70	(ou	70%),	igual	à	eficiência	de	Carnot.	O	ciclo
indicado	em	III	é	impossível	de	existir,	pois	Qh	-	Qc	≠
Wciclo.	Por	último,	o	ciclo	indicado	em	IV	também	é
impossível	de	existir,	pois,	apesar	de	Qh	-	Qc	=
Wciclo,	quando	calculamos	a	sua	eficiência,	η	=	1	-	Qc
/	Qh	=	1	-	200	/	800	=	0.75	(ou	75%),	percebemos	que
é	maior	do	que	a	eficiência	de	Carnot,	o	que	é
impossível	de	ocorrer	nessa	condição.
IM,	R,	IR,	R.d
E-Book	-	Apostila
41	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	Por	se	tratar	de	um	ciclo
de	Carnot	operando	entre	temperaturas	de	300	K	e
1000	K,	podemos	calcular	rapidamente	a	sua
eficiência	como	sendo	η	=	1	-	Tc	/	Th	=	1	-	300	/	1000
=	0.70	(ou	70%).	Dessa	forma	o	ciclo	indicado	em	I	é,primeiramente,	possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=
Wciclo),	mas	é	irreversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-
300	/	600	=	0.50	(ou	50%),	inferior	à	eficiência	de
Carnot.	Já	o	ciclo	indicado	em	II	é,	primeiramente,
possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=	Wciclo),	e	também
é	reversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-	120	/	400	=
0.70	(ou	70%),	igual	à	eficiência	de	Carnot.	O	ciclo
indicado	em	III	é	impossível	de	existir,	pois	Qh	-	Qc	≠
Wciclo.	Por	último,	o	ciclo	indicado	em	IV	também	é
impossível	de	existir,	pois,	apesar	de	Qh	-	Qc	=
Wciclo,	quando	calculamos	a	sua	eficiência,	η	=	1	-	Qc
/	Qh	=	1	-	200	/	800	=	0.75	(ou	75%),	percebemos	que
é	maior	do	que	a	eficiência	de	Carnot,	o	que	é
impossível	de	ocorrer	nessa	condição.
R,	IM,	R,	IR.e
E-Book	-	Apostila
42	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	Por	se	tratar	de	um	ciclo
de	Carnot	operando	entre	temperaturas	de	300	K	e
1000	K,	podemos	calcular	rapidamente	a	sua
eficiência	como	sendo	η	=	1	-	Tc	/	Th	=	1	-	300	/	1000
=	0.70	(ou	70%).	Dessa	forma	o	ciclo	indicado	em	I	é,
primeiramente,	possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=
Wciclo),	mas	é	irreversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-
300	/	600	=	0.50	(ou	50%),	inferior	à	eficiência	de
Carnot.	Já	o	ciclo	indicado	em	II	é,	primeiramente,
possível	de	existir	(pois	Qh	-	Qc	=	Wciclo),	e	também
é	reversível,	pois	η	=	1	-	Qc	/	Qh	=	1	-	120	/	400	=
0.70	(ou	70%),	igual	à	eficiência	de	Carnot.	O	ciclo
indicado	em	III	é	impossível	de	existir,	pois	Qh	-	Qc	≠
Wciclo.	Por	último,	o	ciclo	indicado	em	IV	também	é
impossível	de	existir,	pois,	apesar	de	Qh	-	Qc	=
Wciclo,	quando	calculamos	a	sua	eficiência,	η	=	1	-	Qc
/	Qh	=	1	-	200	/	800	=	0.75	(ou	75%),	percebemos	que
é	maior	do	que	a	eficiência	de	Carnot,	o	que	é
impossível	de	ocorrer	nessa	condição.
Uma	das	formas	de	se	aumentar	a
eficiência	do	ciclo	de	Rankine	consiste
em	realizar	pequenas	modificações	no
mesmo.
Com	base	na	afirmação	do	enunciado,	analise	as
afirmativas	a	seguir.
E-Book	-	Apostila
43	-	48
I.	 Ao	se	aumentar	a	temperatura	no
condensador,	aumenta-se	também	o
trabalho	líquido	realizado	pela	máquina.
II.	 Ao	se	aumentar	a	pressão	na	entrada	da
turbina,	não	só	se	aumenta	a	eficiência	da
máquina,	como	também	se	reduz	a
umidade	da	mistura	líquido	+	vapor.
III.	 Ao	se	aumentar	a	temperatura	na	saída
da	caldeira,	não	só	se	aumenta	a
eficiência	da	máquina,	como	também	se
reduz	a	umidade	da	mistura	líquido	+
vapor.
IV.	 Ao	se	reduzir	a	pressão	na	saída	da
turbina,	reduz-se	também	não	só	o	calor
fornecido	à	caldeira	(o	que	acarreta	o
aumento	da	eficiência	por	si	só),	como
também	a	umidade	da	mistura	líquido	+
vapor.
É	correto	o	que	se	afirma	em:
I	e	IV,	apenas.a
E-Book	-	Apostila
44	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é	falsa,	pois
quando	aumentamos	a	temperatura	no	condensador
somente,	observamos,	no	diagrama	T-s,	que	a	área	da
curva	do	ciclo	(que	indica	o	trabalho	líquido	no
mesmo)	diminui.	De	maneira	análoga,	a	afirmação	II
também	é	falsa,	pois	quando	aumentamos	a	pressão
na	entrada	da	turbina,	há	sim	um	aumento	na
eficiência	da	máquina,	mas	a	umidade	da	mistura
líquido	+	vapor	também	aumenta.	Já	a	afirmação	III	é
verdadeira,	pois	quando	aumentamos	a	temperatura
na	saída	da	caldeira,	aumentamos	a	eficiência	da
máquina	e	reduzimos	a	umidade	da	mistura	líquido	+
vapor,	de	fato.	Por	último,	a	afirmação	IV	é	falsa,	pois
quando	reduzimos	a	pressão	na	saída	da	turbina,
aumentamos	o	calor	fornecido	à	caldeira	e,	também,	a
umidade	da	mistura	líquido	+	vapor.
II	e	III,	apenas.b
E-Book	-	Apostila
45	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é	falsa,	pois
quando	aumentamos	a	temperatura	no	condensador
somente,	observamos,	no	diagrama	T-s,	que	a	área	da
curva	do	ciclo	(que	indica	o	trabalho	líquido	no
mesmo)	diminui.	De	maneira	análoga,	a	afirmação	II
também	é	falsa,	pois	quando	aumentamos	a	pressão
na	entrada	da	turbina,	há	sim	um	aumento	na
eficiência	da	máquina,	mas	a	umidade	da	mistura
líquido	+	vapor	também	aumenta.	Já	a	afirmação	III	é
verdadeira,	pois	quando	aumentamos	a	temperatura
na	saída	da	caldeira,	aumentamos	a	eficiência	da
máquina	e	reduzimos	a	umidade	da	mistura	líquido	+
vapor,	de	fato.	Por	último,	a	afirmação	IV	é	falsa,	pois
quando	reduzimos	a	pressão	na	saída	da	turbina,
aumentamos	o	calor	fornecido	à	caldeira	e,	também,	a
umidade	da	mistura	líquido	+	vapor.
I,	II	e	IV,	apenas.c
E-Book	-	Apostila
46	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é	falsa,	pois
quando	aumentamos	a	temperatura	no	condensador
somente,	observamos,	no	diagrama	T-s,	que	a	área	da
curva	do	ciclo	(que	indica	o	trabalho	líquido	no
mesmo)	diminui.	De	maneira	análoga,	a	afirmação	II
também	é	falsa,	pois	quando	aumentamos	a	pressão
na	entrada	da	turbina,	há	sim	um	aumento	na
eficiência	da	máquina,	mas	a	umidade	da	mistura
líquido	+	vapor	também	aumenta.	Já	a	afirmação	III	é
verdadeira,	pois	quando	aumentamos	a	temperatura
na	saída	da	caldeira,	aumentamos	a	eficiência	da
máquina	e	reduzimos	a	umidade	da	mistura	líquido	+
vapor,	de	fato.	Por	último,	a	afirmação	IV	é	falsa,	pois
quando	reduzimos	a	pressão	na	saída	da	turbina,
aumentamos	o	calor	fornecido	à	caldeira	e,	também,	a
umidade	da	mistura	líquido	+	vapor.
III,	apenas.d
E-Book	-	Apostila
47	-	48
Resposta	Correta:
A	alternativa	está	correta.	A	afirmação	I	é	falsa,	pois
quando	aumentamos	a	temperatura	no	condensador
somente,	observamos,	no	diagrama	T-s,	que	a	área	da
curva	do	ciclo	(que	indica	o	trabalho	líquido	no
mesmo)	diminui.	De	maneira	análoga,	a	afirmação	II
também	é	falsa,	pois	quando	aumentamos	a	pressão
na	entrada	da	turbina,	há	sim	um	aumento	na
eficiência	da	máquina,	mas	a	umidade	da	mistura
líquido	+	vapor	também	aumenta.	Já	a	afirmação	III	é
verdadeira,	pois	quando	aumentamos	a	temperatura
na	saída	da	caldeira,	aumentamos	a	eficiência	da
máquina	e	reduzimos	a	umidade	da	mistura	líquido	+
vapor,	de	fato.	Por	último,	a	afirmação	IV	é	falsa,	pois
quando	reduzimos	a	pressão	na	saída	da	turbina,
aumentamos	o	calor	fornecido	à	caldeira	e,	também,	a
umidade	da	mistura	líquido	+	vapor.
I,	II,	III	e	IV.e
E-Book	-	Apostila
48	-	48
Resposta	Incorreta:
A	alternativa	está	incorreta.	A	afirmação	I	é	falsa,	pois
quando	aumentamos	a	temperatura	no	condensador
somente,	observamos,	no	diagrama	T-s,	que	a	área	da
curva	do	ciclo	(que	indica	o	trabalho	líquido	no
mesmo)	diminui.	De	maneira	análoga,	a	afirmação	II
também	é	falsa,	pois	quando	aumentamos	a	pressão
na	entrada	da	turbina,	há	sim	um	aumento	na
eficiência	da	máquina,	mas	a	umidade	da	mistura
líquido	+	vapor	também	aumenta.	Já	a	afirmação	III	é
verdadeira,	pois	quando	aumentamos	a	temperatura
na	saída	da	caldeira,	aumentamos	a	eficiência	da
máquina	e	reduzimos	a	umidade	da	mistura	líquido	+
vapor,	de	fato.	Por	último,	a	afirmação	IV	é	falsa,	pois
quando	reduzimos	a	pressão	na	saída	da	turbina,
aumentamos	o	calor	fornecido	à	caldeira	e,	também,	a
umidade	da	mistura	líquido	+	vapor.
Referências
BORGNAKKE,	 C.;	 SONNTAG,	 R.	 E.	Fundamentos	 da	 Termodinâmica.	 2.	 ed.	 São
Paulo:	Edgard	Blucher,	2018.
EXERCÍCIO	01	-	Ciclo	de	Carnot.	[S.	l.:	s.	n.],	2021.	1	vídeo	(4	min.).	Publicado	pelo
canal	 Professor	 Jorge	 Paulo.	 Disponível	 em:	 https://www.youtube.com/watch?
v=JhYT0RpuqaA.	Acesso	em:	20	out.	2022.
MORAN,	M.	 J.	et	al.	Princípios	de	Termodinâmica	para	Engenharia.	7.	ed.	Rio
de	Janeiro:	LTC,	2013.
VAN	 WYLEN,	 G.;	 BORGNAKKE,	 C.;	 SONNTAG,	 R.	 E.	Fundamentos	 da
Termodinâmica	Clássica.	7.	ed.	São	Paulo:	Edgard	Blucher,	2009.