AOL4 - Fundamentos

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1. Pergunta 1 
/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. 
I e II. 
3. 
II e III. 
4. 
II e IV. 
5. 
I e IV. 
Resposta correta 
2. Pergunta 2 
/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. 
I e II. 
2. 
III e IV. 
3. 
II e IV. 
Resposta correta 
4. 
I e III. 
3. Pergunta 3 
/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. 
o estudo desses modelos mais simplificados dificilmente ajudará a 
conduzir conclusões importantes sobre o desempenho das usinas reais 
correspondentes, dependendo de outros parâmetros. 
2. 
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. 
3. 
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 
4. 
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. 
5. 
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. 
4. Pergunta 4 
/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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
V, F, F, V. 
2. 
F, F, V, V. 
3. 
F, V, V, F. 
Resposta correta 
4. 
F, V, F, V. 
5. 
V, F, V, F. 
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 pouco 
relevantes 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. 
F, V, F, V. 
2. 
V, V, F, F. 
3. 
F, F, V, V. 
4. 
F, V, V, F. 
5. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
6. Pergunta 6 
/1 
Os aparelhosde 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. 
As asserções I e II são falsas. 
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma 
justificativa correta da I. 
3. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
4. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
5. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa 
correta da I. 
Resposta correta 
7. Pergunta 7 
/1 
Um ciclo de Carnot pode, a princípio, operar em diferentes formas, e diversos fluidos 
de trabalho podem ser usados, como um gás ou uma substância com mudança de fase. 
Uma vez que a produção de calor no ciclo é reversível, quaisquer dos processos de 
transferência são reversíveis, podendo ser representados a partir de gráficos que 
relacionem esses processos. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as propriedades de um 
ciclo de Carnot reversível, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a eficiência de um ciclo de Carnot pode ser melhorada ao tentar 
aproximá-lo de um ciclo real com irreversibilidades internas. 
2. 
uma máquina de Carnot pode operar trocando calor com um único 
reservatório térmico, já que executa trabalho interno. 
3. 
um ciclo de Carnot corresponde a um ciclo real dos processos executados 
em relação a um fluido de trabalho, como um gás puro. 
4. 
a eficiência do ciclo pode ser calculada a partir da área sob o gráfico p-T 
que o gás executa durante o processo de expansão adiabática. 
5. 
a área sob o gráfico p"-" V do ciclo representa os trabalhos realizados 
pelo gás ou sobre o gás durante os processos de expansão e compressão. 
Resposta correta 
8. Pergunta 8 
/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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
1, 4, 2, 3. 
Resposta correta 
2. 
2, 1, 4, 3. 
3. 
3, 4, 2, 1. 
4. 
1, 2, 3, 4. 
5. 
4, 3, 1, 2. 
9. Pergunta 9 
/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. 
uma característica das máquinas térmicas é o recebimento de calor, 
normalmente, a temperaturas de trabalho muito baixas. 
2. 
as máquinas térmicas utilizam o fluido de trabalho de onde o calor é 
absorvido para o interior do sistema durante a operação do ciclo. 
3. 
trabalho pode ser convertido em calor de forma direta e completa, mas a 
conversão de calor em trabalho depende de dispositivos especiais. 
Resposta correta 
4. 
os dispositivos especiais de conversão de trabalho absorvem o calor 
excedente dos reservatórios térmicos e operam em ciclos. 
5. 
as máquinas térmicas permitem a conversão de trabalho em calor de 
forma automática, em qualquer temperatura, para um ciclo 
termodinâmico. 
10. Pergunta 10 
/1 
Uma limitação significativa no desempenho de sistemas percorrendo ciclos de 
potência pode ser avaliada utilizando-se o enunciado de Kelvin–Planck da segunda lei. 
Dessa forma, para qualquer sistema executando um ciclo de potência enquanto opera 
entre dois reservatórios, somente uma parcela da transferência de calor pode ser 
obtida como trabalho, com a remanescente devendo ser descarregada por 
transferência de calor para o reservatório com menor temperatura. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os aspectos da segunda 
lei em ciclos de potência, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
um ciclo é considerado reversível quando existem irreversibilidades 
dentro do sistema, à medida que ele percorre o ciclo. 
2. 
a eficiência térmica de um ciclo de potência irreversível é sempre maior 
que a eficiência térmica de um ciclo de potência reversível. 
3. 
um ciclo de potência irreversível pode apresentar o máximo de eficiência 
térmica, desde que opere entre os mesmos reservatórios. 
4. 
todos os processos de um ciclo irreversível são executados 
perfeitamente, e o rendimento máximo real deste ciclo é igual à unidade. 
5. 
todos os ciclos de potência reversíveis operando entre os mesmos 
reservatórios térmicos têm a mesma eficiência térmica.