Uma turbina a vapor opera em ciclo de Rankine. O vapor entra na turbina com pressão alta P1 e temperatura T1 e sofre uma expansão isentrópica até a pressão de saída P2. A eficiência isentrópica da turbina, que compara a energia de fato extraída na expansão com a energia que seria extraída em uma expansão isentrópica ideal é uma informação muito relevante para avaliarmos o desempenho da turbina. Com base nas informações apresentadas, avalie as afirmações a seguir. I. A eficiência isentrópica da turbina deve ser calculada com a equação η = W_real / W_isentrópico, onde W_real é o trabalho real realizado pela turbina e W_isentrópico é o trabalho que seria realizado se fosse uma expansão isentrópica. II. O trabalho isentrópico W_isentrópico pode ser obtido pela diferença na entalpia do vapor, W_isentrópico = h1 - h2, onde h1 e h2 são, respectivamente, as entalpias do vapor no início e no fim da expansão. III. Se a turbina opera de forma perfeitamente isentrópica, a eficiência isentrópica é 100%, e nesse caso não haveria perdas internas de energia ou irreversibilidades no processo. É correto o que se afirma em:

Para uma turbina (dispositivo de escoamento permanente) operando com variações de energia cinética/potencial desprezíveis e sem troca de calor relevante, o trabalho específico extraído é dado pela queda de entalpia: $w \approx h_{\text{in}}-h_{\text{out}}$.

I. Correta. A eficiência isentrópica da turbina é definida como a razão entre o trabalho real produzido e o trabalho que seria produzido numa expansão isentrópica ideal entre as mesmas pressões de entrada e saída: [\eta_t = \frac{W_{real}}{W_{is}}]

II. Correta no contexto de turbina adiabática (Rankine). No caso isentrópico ideal, o trabalho específico é a queda de entalpia entre o estado 1 e o estado 2s (saída isentrópica). Assim, em termos de entalpias: [w_{is} = h_1 - h_{2s}] A afirmação escreve $h_1-h_2$ para “início e fim da expansão” (isto é, para o caso isentrópico), o que está de acordo com a ideia de que o trabalho isentrópico é obtido pela diferença de entalpia entre os estados idealmente isentrópicos.

III. Correta. Se a turbina fosse perfeitamente isentrópica (processo reversível e adiabático), então $W_{real}=W_{is}$ e, portanto, $\eta_t=1$ (100%), implicando ausência de irreversibilidades/perdas internas.

Logo, todas as afirmações estão corretas.

Alternativa correta: (C).