Question

Em uma usina termelétrica industrial com ciclo Rankine supercrítico, o vapor entra na turbina a 700 °C e 30 MPa, condensando a 40 °C, com eficiência teórica máxima limitada pela Segunda Lei da Termodinâmica. Uma proposta de otimização sugere integrar regeneradores infinitos para elevar a eficiência acima de 70%, alegando minimização de perdas exergéticas por meio de trocas térmicas reversíveis totais. Sabendo que a eficiência segundo o ciclo de Carnot é dada por: η = 1 − T_fria/T_quente = 1 − 313/973 = 0,68% devido às irreversibilidades (atrito, perdas térmicas), a viabilidade termodinâmica dessa proposta no contexto industrial é:

Accepted Answer

E) Elevar acima de 70% com regeneradores infinitos viola a Segunda Lei em condições reais, pois implicaria entropia total decrescente, impossível devido a irreversibilidades inerentes que destroem exergia.

Answer

A) A eficiência máxima teórica de Rankine é <68%, mas elevar acima de 70% violaria a Terceira Lei, ao exigir entropia zero no condensador a temperaturas finitas.

Answer

B) A eficiência máxima teórica de Rankine é <68%, e elevar acima de 70% é possível violando a Zerésima Lei, equalizando temperaturas sem trocadores de calor.

Answer

C) A eficiência máxima teórica de Rankine é < 68%, e elevar acima de 70% respeita a Segunda Lei, permitindo geração de exergia positiva via compressão adiabática ideal.

Answer

D) A eficiência máxima teórica de Rankine é <68%, e elevar acima de 70% é viável pela Primeira Lei, focando na conservação de energia sem considerar a direção entrópica das transferências de calor.

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