O ciclo refrigeração de compressão de vapor surge a partir de alterações no ciclo de Carnot reverso. Para torná-lo possível, essas alterações são: a vaporização completa do fluido refrigerante antes de sua entrada no compressor e a substituição da turbina por um dispositivo de estrangulamento, como uma válvula de expansão ou um tubo capilar. Assim, o ciclo é composto de quatro processos ideais. Nesse contexto, assinale a alternativa em que a descrição de um dos processos NÃO está corretamente apresentada.
- A)Compressão em um compressor adiabático.
Correta: a compressão é idealmente feita em um compressor adiabático, com aumento de pressão e temperatura do refrigerante.
- B)Absorção de calor à pressão constante em um evaporador.
Correta: no evaporador, o fluido absorve calor à pressão aproximadamente constante para evaporar.
- C)Rejeição de calor à pressão constante em um condensador.
Correta: no condensador, o refrigerante rejeita calor à pressão aproximadamente constante para se condensar.
- D)Estrangulamento em um dispositivo de expansão isoentálpica reversível.
Errada: o estrangulamento é um processo irreversível e isoentálpico, portanto não pode ser descrito como reversível.
Gabarito: D
O ciclo de refrigeração por compressão de vapor é o mais cobrado em Termodinâmica porque ele traduz a ideia de "tirar calor de um lugar frio e jogar para um lugar quente" de forma prática. Ele se apoia em quatro etapas clássicas: compressão do vapor, condensação com rejeição de calor, expansão por estrangulamento e evaporação com absorção de calor. Parece simples, mas a prova gosta de trocar uma palavrinha para ver se você está atento. Na adaptação do ciclo de Carnot reverso para algo realmente executável, o fluido sai do evaporador como vapor, geralmente seco ou levemente superaquecido, para não entrar líquido no compressor. Depois, o condensador rejeita calor a pressão aproximadamente constante, e o evaporador absorve calor também a pressão aproximadamente constante. Até aqui, tudo alinhado com o ciclo real de refrigeração. A pegadinha está na expansão. No ciclo real, não se usa turbina, mas sim um dispositivo de estrangulamento, como válvula de expansão ou tubo capilar. Esse processo é irreversível e ocorre sem troca de calor e sem trabalho útil, sendo aproximadamente isoentálpico, não reversível. É por isso que a alternativa D está errada: estrangulamento e reversibilidade não andam juntos na Termodinâmica clássica. Resumo de prova: compressor adiabático, condensador e evaporador a pressão constante, e expansão por estrangulamento isoentálpico. Se apareceu "estrangulamento reversível", pode desconfiar na hora, porque isso é praticamente um convite para marcar a questão.