ENEM 2017 - 2ª aplicação - Questão resolvida #12

(ENEM 2017) Rudolf Diesel patenteou um motor a combustão interna de elevada eficiência, cujo ciclo está esquematizado no diagrama pressão × volume. O ciclo Diesel é composto por quatro etapas, duas das quais são transformações 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:

a) $\mathrm{A} \to \mathrm{B}$ e $\mathrm{C} \to \mathrm{D}$, pois em ambos ocorre realização de trabalho. b) $\mathrm{A} \to \mathrm{B}$ e $\mathrm{B} \to \mathrm{C}$, pois em ambos ocorre elevação da temperatura. c) $\mathrm{C} \to \mathrm{D}$, pois representa uma expansão adiabática e o sistema realiza trabalho. d) $\mathrm{A} \to \mathrm{B}$, pois representa uma compressão adiabática em que ocorre elevação da temperatura. e) $\mathrm{B} \to \mathrm{C}$, pois representa expansão isobárica em que o sistema realiza trabalho e a temperatura se eleva.

Na transformação adiabática não há troca de calor ($Q=0$). Essa transformação tem como característica uma certa relação de proporcionalidade inversa entre a pressão $P$ e o volume $V$. Isto é,

\begin{equation} PV^{\gamma} = \txt{constante} \implies P \propto \frac{1}{V^{\gamma}} \vg \end{equation}

onde $\gamma$ é o coeficiente de expansão adiabática.

No diagrama de pressão × volume, essa relação implica em curvas com concavidades para cima. Assim, as etapas $\mathrm{A} \to \mathrm{B}$ e $\mathrm{C} \to \mathrm{D}$ são adiabáticas e portanto não trocam calor. Com isso eliminamos as alternativas a, b, c e d.

A alternativa restante é a e. A etapa $\mathrm{B} \to \mathrm{C}$ é uma expansão pois o volume aumenta, isobárica pois a pressão permanece constante e o trabalho é realizado pelo calor transferido ao sistema.

Resposta: e.

---

Próxima questão >

☰ Índice de questões

< Questão anterior

---