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

Na transformação adiabática não há troca de calor ($Q=0$). Esta transformação tem como característica a relação de proporcionalidade inversa entre a pressão e o volume. Ou seja,

\begin{equation} PV^{\gamma} = \textrm{constante} \ \Rightarrow \ P \propto \frac{1}{V^{\gamma}} \text{.} \end{equation}

No diagrama de pressão × volume, essa relação implica em curvas com concavidades para cima. Assim, as etapas A → B e C → 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 B → 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.

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