AOL4 Fundamentos da Termodinâmica

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Módulo C - 64044 . 7 - Fundamentos da Termodinâmica - D.20212.C 
Avaliação On-Line 4 (AOL 4) - 
Questionário 
8/10 
Conteúdo do exercício 
Conteúdo do exercício 
1. Pergunta 1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“A eficiência de um ciclo de máquina térmica depende de como são executados os processos 
individuais que compõem o ciclo. O trabalho líquido e a eficiência do ciclo podem ser maximizados 
com o uso de processos que exijam o mínimo de trabalho e resultem no máximo de trabalho, ou seja, 
usando processos reversíveis. Portanto, não é surpresa que os ciclos mais eficientes sejam 
reversíveis, isto é, ciclos compostos inteiramente de processos reversíveis.”Fonte: MORAN, M. J. et 
al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018, p. 216. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre propriedades dos ciclos de potência de 
Carnot, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) Para um ciclo de Carnot inverso, as magnitudes e o sentido das transferências de energia 
permanecem iguais. 
II. ( ) Um ciclo de refrigeração de Carnot executado por um gás em um conjunto cilindro-pistão é 
um ciclo inverso. 
III. ( ) No processo de compressão isotérmica do ciclo de Carnot inverso, o gás sofre trabalho 
enquanto transfere calor. 
IV. ( ) Um efeito de refrigeração pode ser realizado em um ciclo se uma quantidade líquida de 
trabalho for extraída do sistema. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
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1. 
V, F, V, F. 
2. 
F, F, V, V. 
3. 
F, V, V, F. 
Resposta correta 
4. 
V, F, F, V. 
5. 
F, V, F, V. 
2. Pergunta 2 
/1 
Os processos ocorrentes em uma usina de energia a vapor são suficientemente complexos, de modo 
que são necessárias algumas idealizações para o desenvolvimento de modelos termodinâmicos para 
os componentes da usina e para a usina como um todo. O estudo desses modelos, mesmo os 
simplificados, pode conduzir a conclusões importantes sobre o desempenho das usinas reais 
correspondentes. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre modelos termodinâmicos para 
sistemas de potência a vapor, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a grande maioria das usinas de potência a vapor de larga escala utiliza fluidos de trabalho 
diferentes da água, já que esse fluido é muito reativo, evapora com facilidade e pode danificar 
os componentes mecânicos. 
2. 
o estudo desses modelos mais simplificados dificilmente ajudará a conduzir conclusões 
importantes sobre o desempenho das usinas reais correspondentes, dependendo de outros 
parâmetros. 
3. 
mesmo em sistemas simplificados, as perdas inevitáveis por transferências de calor que 
ocorrem entre os componentes das plantas e suas vizinhanças devem ser cuidadosamente 
consideradas na análise. 
4. 
um modelo de ciclo termodinâmico simplificado que opera segundo o ciclo de Rankine pode 
ser desenvolvido desconsiderando dois componentes principais do ciclo de Carnot: a turbina e 
o condensador. 
5. 
os modelos termodinâmicos permitem, no mínimo, uma dedução qualitativa sobre como as 
alterações nos principais parâmetros de operação afetam o desempenho real do sistema. 
Resposta correta 
3. Pergunta 3 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Para promover o uso eficiente da energia, os governos em todo o mundo estabeleceram padrões 
mínimos para o desempenho do consumo de energia dos equipamentos. O melhor desempenho é 
alcançado usando dispositivos que têm unidades com velocidade variável (também chamados de 
inversores). No modo ar-condicionado, por exemplo, esses dispositivos operam em velocidades mais 
altas nos dias quentes e em velocidades mais baixas em dias mais frescos, aumentando a eficiência e 
fornecendo maior conforto.”Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto 
Alegre: AMGH, 2013, p. 289. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre conceitos de eficiência e desempenho 
nos ciclos de potência, pode-se afirmar que: 
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1. 
o coeficiente de desempenho máximo em um ciclo de bomba de calor reversível que opera 
entre dois reservatórios é dado pela razão entre a variação das temperaturas das duas fontes e 
a temperatura da fonte quente. 
2. 
o coeficiente de desempenho máximo em um ciclo de refrigeração reversível que opera entre 
dois reservatórios é dado pela razão entre a temperatura da fonte fria e a variação das 
temperaturas das duas fontes. 
Resposta correta 
3. 
o coeficiente de desempenho máximo para qualquer ciclo de refrigeração operando entre dois 
reservatórios a temperaturas de 4,4°C para a fonte fria e 26,7°C da fonte quente é, 
aproximadamente, 2,5. 
4. 
o coeficiente de desempenho mínimo para qualquer ciclo de bomba de calor operando entre 
dois reservatórios em estados térmicos diferentes estará na faixa entre zero e um, independente 
das irreversibilidades. 
5. 
a eficiência térmica de um sistema que percorre um ciclo de potência reversível enquanto 
opera entre reservatórios térmicos é dada pela razão entre as temperaturas, somada da 
unidade. 
4. Pergunta 4 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Ciclos reversíveis não podem ser realizados na prática porque as irreversibilidades associadas a 
cada processo não podem ser eliminadas. Entretanto, os ciclos reversíveis representam os limites 
superiores para o desempenho dos ciclos reais. Os ciclos reversíveis também servem como ponto de 
partida para o desenvolvimento de ciclos reais e são modificados, conforme necessário, para atender 
a certas exigências.”Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: 
AMGH, 2013, p. 298. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os processos e um ciclo reversível de 
Carnot, analise os termos disponíveis a seguir e os associe a suas respectivas características. 
1) Expansão isotérmica. 
2) Compressão isotérmica. 
3) Expansão adiabática. 
4) Compressão adiabática. 
( ) Aumento de volume à temperatura constante mais alta atingida pelo gás. 
( ) Redução do volume com variação de temperatura positiva. 
( ) Redução do volume até o gás atingir uma temperatura constante baixa. 
( ) Aumento de volume com variação de temperatura negativa. 
A seguir, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
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1. 
1, 4, 2, 3. 
Resposta correta 
2. 
2, 1, 4, 3. 
3. 
1, 2, 3, 4. 
4. 
3, 4, 2, 1. 
5. 
4, 3, 1, 2. 
5. Pergunta 5 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Duas áreas importantes de aplicação da termodinâmica são a geração de potência e a refrigeração, 
ambas realizadas geralmente por sistemas que operam segundo um ciclo termodinâmico. Os 
dispositivos ou sistemas utilizados para produzir potência são geralmente chamados de motores (ou 
máquinas), e os ciclos termodinâmicos nos quais eles operam são chamados de ciclos de 
potência.”Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013, 
p. 487. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos das usinas de potência a 
vapor, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) Nas usinas movidas a combustível fóssil, a vaporização é realizada pela transferência de calor 
dos gases quentes produzidos na combustão do combustível para a água que passa pelos tubos da 
caldeira. 
II. ( ) Uma das principais vantagens na busca de um local para uma planta de potência a vapor é o 
acesso a quantidades suficientes de água de resfriamento para o condensador, que normalmente é 
abundante. 
III. ( ) Na usina nuclear, a energia necessária para a vaporização do fluido do ciclo de trabalho se 
origina em uma reação nuclear controlada que ocorre no interior da estrutura de contenção de um 
reator. 
IV. ( ) O processamento e o manuseio do combustível são características poucorelevantes tanto para 
as plantas de combustível fóssil quanto para aquelas de combustível nuclear. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
V, V, F, F. 
2. 
F, V, F, V. 
3. 
F, V, V, F. 
4. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
5. 
F, F, V, V. 
6. Pergunta 6 
/1 
Os corolários de Carnot, ou princípios de Carnot para a segunda lei, estabelecem as ideias básicas 
para as determinações do rendimento máximo entre os ciclos de potência e aspectos de desempenho 
entre os componentes desses sistemas. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os princípios de Carnot para os ciclos 
de potência, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) Sob as mesmas condições, o trabalho líquido desenvolvido pelo ciclo irreversível será menor 
que no ciclo reversível. 
II. ( ) Em ciclos irreversíveis, o rendimento térmico pode ser maior que em um ciclo reversível, 
desde que a escolha do fluido de trabalho seja apropriada. 
III. ( ) Todos os processos de um ciclo reversível são executados perfeitamente e apresentam a 
mesma eficiência para quaisquer processos. 
IV. ( ) A eficiência de Carnot limita, também, a eficiência de turbinas eólicas na geração de 
eletricidade. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
F, V, F, V. 
2. 
V, F, F, V. 
3. 
V, V, F, V. 
4. 
F, V, V, F. 
5. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
7. Pergunta 7 
/1 
Enquanto o enunciado de Kelvin-Planck da segunda lei fornece a base teórica para as aplicações em 
engenharia, as implicações da segunda lei, relacionadas a ciclos termodinâmicos, não estão limitadas 
ao caso da transferência de calor com um único reservatório térmico. Sistemas que percorrem ciclos 
enquanto interagem termicamente com dois reservatórios térmicos podem também ser considerados 
a partir do ponto de vista da segunda lei, fornecendo alguns resultados com importantes aplicações. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as aplicações da segunda lei para os 
ciclos, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
as máquinas térmicas permitem a conversão de trabalho em calor de forma automática, em 
qualquer temperatura, para um ciclo termodinâmico. 
2. 
os dispositivos especiais de conversão de trabalho absorvem o calor excedente dos 
reservatórios térmicos e operam em ciclos. 
3. 
as máquinas térmicas utilizam o fluido de trabalho de onde o calor é absorvido para o interior 
do sistema durante a operação do ciclo. 
4. 
uma característica das máquinas térmicas é o recebimento de calor, normalmente, a 
temperaturas de trabalho muito baixas. 
5. 
trabalho pode ser convertido em calor de forma direta e completa, mas a conversão de calor 
em trabalho depende de dispositivos especiais. 
Resposta correta 
8. Pergunta 8 
/1 
Os aparelhos de ar-condicionado têm a função básica de resfriar ambientes, como uma sala ou um 
prédio, removendo o calor do ar ambiente e descarregando-o no lado de fora. Esses dispositivos 
podem ser vistos como os refrigeradores comuns, cujo espaço refrigerado difere dos compartimentos 
para armazenar alimentos de uma geladeira convencional. O mesmo aparelho de condicionamento 
de ar pode ser utilizado como uma bomba de calor, removendo calor do espaço externo frio e 
descarregando na sala, desde que instalado ao contrário. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre características no desempenho dos 
refrigeradores e das bombas de calor, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
I. Para ciclos reversíveis operando entre os mesmos reservatórios térmicos, a relação entre os 
coeficientes de desempenho poderá será maior que a unidade. 
Porque: 
II. Tanto os desempenhos dos refrigeradores quanto das bombas de calor podem ser maiores que a 
unidade, delimitados em relação ao fornecimento líquido de trabalho para o ciclo 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
Resposta correta 
3. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
4. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
5. 
As asserções I e II são falsas. 
9. Pergunta 9 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Eficiência térmica é uma medida da eficiência da conversão do calor recebido por uma máquina 
térmica em trabalho. Máquinas térmicas são projetadas para converter calor em trabalho, e os 
engenheiros estão constantemente tentando melhorar a eficiência desses dispositivos, pois mais 
eficiência significa menos consumo de combustível e, consequentemente, menos despesas com 
combustível e menor poluição”Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto 
Alegre: AMGH, 2013, p. 282. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os principais aspectos da segunda lei 
para os ciclos de refrigeração e bomba de calor, analise as afirmativas a seguir: 
I. O coeficiente de desempenho de um ciclo de refrigeração irreversível é menor do que o coeficiente 
de desempenho de um ciclo de refrigeração reversível. 
 
II. A performance de uma bomba de calor mede a capacidade de extração de calor a partir de um 
meio externo aquecido, tendo como valor máximo a unidade. 
 
III. Todos os ciclos de refrigeração reversíveis que operam entre os mesmos dois reservatórios 
térmicos possuem coeficientes de desempenho diferentes. 
 
IV. O coeficiente de performance de um refrigerador pode ser maior que a unidade, diferente da 
eficiência térmica, que nunca pode ser maior que 100%. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I, III e IV. 
2. Incorreta: 
II e IV. 
3. 
I e II. 
4. 
I e IV. 
Resposta correta 
5. 
II e III. 
10. Pergunta 10 
/1 
A inevitável escassez das fontes de energia não renováveis e seus efeitos adversos na saúde humana 
e no meio ambiente tem despertado interesse pela abertura de novos caminhos pelos quais se possa 
produzir a eletricidade que precisamos, em especial o aumento do uso de fontes renováveis. Ainda 
assim, a produção de energia na primeira metade do século XXI vai se basear, principalmente, nos 
meios já disponíveis, uma vez que o estabelecimento de novas tecnologias requer décadas de estudos 
e grandes investimentos. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as perspectivas energéticas e a 
distribuição de energia, analise as afirmativas a seguir. 
I. Para se levar em conta precisamente o custo total da usina de energia, torna-se pouco relevante 
considerar os custos envolvidos em todas as fases, desde o estabelecimento das fontes até os 
impactos na saúde. 
II. A captura, o tratamento e o descarte apropriado de efluentes e resíduos, incluindo o 
armazenamento de longo prazo, devem ser objeto de análise do planejamento da usina de energia. 
III. Embora o fomento à geração de energia sustentável e renovável dependa de regulamentações e 
políticas públicas, ainda será mais viável nos próximos anos o consumo das fontes não-renováveis. 
IV. As usinas de energia são mais bem idealizadas com base em um ciclo de vida, e não através da 
visão restrita apenas da fase de operação da usina. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
II e IV. 
Resposta correta 
2. 
I e III. 
3. Incorreta: 
I e II. 
4. 
III e IV.