A respeito do Ciclo Termodinâmico Brayton, analise as afirmativas a seguir. I. É o ciclo ideal quando existe a troca de fases. II. É um ciclo termodinâmico onde a adição de calor ocorre a pressão constante. III. A expansão Isentrópica dá-se na turbina. Está correto o que se afirma somente em
- A)I.
A alternativa afirma que somente a afirmativa I estaria correta, isto é, que o ciclo Brayton seria o ciclo ideal quando há troca de fases. Isso está errado, porque o Brayton é o ciclo típico das turbinas a gás, com o fluido permanecendo na fase gasosa; a troca de fases é característica do ciclo Rankine, não do Brayton. Além disso, as afirmativas II e III descrevem corretamente o ciclo, então não pode ser apenas I.
- B)II.
A alternativa sustenta que apenas a afirmativa II estaria correta, ou seja, que no Brayton a adição de calor ocorre a pressão constante. Esse enunciado procede, porque no ciclo ideal o aquecimento na câmara de combustão é modelado como processo isobárico. O problema é que a afirmativa III também está correta, pois a expansão na turbina é idealmente isentrópica, então não se limita à II.
- C)III.
A alternativa diz que somente a afirmativa III estaria correta, isto é, que a expansão isentrópica ocorre na turbina. Esse ponto está certo, porque no Brayton ideal a turbina realiza a expansão reversível e adiabática, logo isentrópica. Porém a afirmativa II também é verdadeira, já que a entrada de calor ocorre a pressão constante, então não é só a III.
- D)I e II.
A alternativa combina as afirmativas I e II, afirmando que o Brayton seria ideal com troca de fases e que a adição de calor ocorre a pressão constante. A segunda parte está correta, mas a primeira está errada: o Brayton trabalha com gás sem mudança de fase, enquanto a presença de vaporização e condensação é própria de ciclos como o Rankine. Como uma das duas afirmativas é falsa, a combinação não se sustenta.
- E)II e III.
A alternativa reúne as afirmativas II e III, que descrevem exatamente o Brayton ideal: o calor é adicionado a pressão constante e a expansão ocorre isentropicamente na turbina. Esses dois pontos são características clássicas do ciclo de turbina a gás, com compressão e expansão ideais e combustão modelada como processo isobárico. Por isso, é a combinação correta das proposições verdadeiras.
Gabarito: E
O ciclo Brayton é o modelo ideal dos motores a turbina a gás. Pense nele como um ciclo em que o ar entra, é comprimido, recebe calor, expande na turbina e depois volta ao estado inicial. A graça do Brayton é justamente trabalhar, no modelo ideal, com compressão e expansão isentrópicas, ou seja, sem troca de calor nessas etapas. A afirmativa II está correta porque, no ciclo Brayton ideal, a adição de calor ocorre a pressão constante. Isso acontece na câmara de combustão, onde o fluido recebe energia térmica sem variar a pressão de forma idealizada. A afirmativa III também está correta porque a expansão isentrópica ocorre na turbina. É ali que o gás quente se expande e realiza trabalho mecânico, com queda de pressão e temperatura, mas sem troca de calor no modelo ideal. Já a afirmativa I está errada: o ciclo Brayton não é o ciclo ideal quando existe troca de fases. Isso lembra muito mais outros ciclos, como o Rankine, que envolve mudança de fase da água. No Brayton, o fluido de trabalho permanece, em geral, na fase gasosa. Portanto, só II e III estão corretas, que é exatamente o gabarito E.