Considerando que W é o trabalho realizado, Q é o calor, m é a taxa de fluxo de massa, h é a entalpia e η é o rendimento, assinale a opção que apresenta a equação fundamental para calcular a potência de uma turbina a vapor.
- A)P = W / Q
Errada, porque P nao pode ser obtida como quociente entre trabalho e calor; isso nao representa a relacao fundamental de turbina.
- B)η = Wútil / m . ( hentrada - hsaída)
Errada, porque essa expressao remete a rendimento, e ainda mistura grandezas de forma inadequada para calcular a potencia da turbina.
- C)η = Wútil / Qentrada
Errada, porque traz uma definicao de rendimento termico simples, nao a equacao de potencia do equipamento.
- D)W = m . ( hentrada - hsaída )
Certa, porque a potencia da turbina e igual a vazao massica vezes a queda de entalpia do vapor.
- E)Q = m . ( hentrada - hsaída )
Errada, porque a diferenca de entalpia multiplicada pela vazao massica representa trabalho/potencia, nao calor.
Gabarito: D
Para turbinas a vapor, a ideia central é simples: o fluido entra com uma entalpia maior e sai com uma menor, e essa diferença de energia é convertida em trabalho no eixo. Em regime permanente, e desprezando variações de energia cinética e potencial, a equação básica da turbina fica ligada ao balanço de energia do escoamento. Se a vazão mássica é m, o trabalho por unidade de tempo, isto é, a potência, é dado por W = m.(hentrada - hsaída). Repare que a turbina retira energia do vapor, então a entalpia de entrada precisa ser maior que a de saída para haver trabalho produzido. Essa é exatamente a relação cobrada em termodinâmica de escoamento: potência do equipamento vem da queda de entalpia do fluido multiplicada pela vazão mássica. Em muitos livros, isso aparece como a forma simplificada da 1ª Lei para volume de controle em turbinas ideais ou reais, quando não se quer complicar com perdas, calor trocado e outras surpresas de vestibular de engenharia. Por isso, o gabarito é a letra D. Ela expressa a equação fundamental usada para calcular a potência de uma turbina a vapor sob as hipóteses usuais de prova.