AOL4 FUNDAMENTOS DA TERMODINAMICA 20212B

Prévia do material em texto

17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 1/8
Conteúdo do exercício
Ocultar opções de resposta 
Pergunta 1 -- /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:
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.
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.
Resposta correta
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.
10/10
Nota final
Enviado: 17/11/21 23:58 (BRT)
17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 2/8
Ocultar opções de resposta 
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.
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.
Pergunta 2 -- /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: 
Resposta correta
trabalho pode ser convertido em calor de forma direta e completa, mas a conversão 
de calor em trabalho depende de dispositivos especiais.
uma característica das máquinas térmicas é o recebimento de calor, normalmente, a temperaturas de 
trabalho muito baixas.
as máquinas térmicas permitem a conversão de trabalho em calor de forma automática, em qualquer 
temperatura, para um ciclo termodinâmico.
os dispositivos especiais de conversão de trabalho absorvem o calor excedente dos reservatórios 
térmicos e operam em ciclos.
as máquinas térmicas utilizam o fluido de trabalho de onde o calor é absorvido para o interior do 
sistema durante a operação do ciclo. 
Pergunta 3 -- /1
17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 3/8
Ocultar opções de resposta 
Ocultar opções de resposta 
Provavelmente, o ciclo reversível mais conhecido é o ciclo de Carnot, proposto em 1824 pelo engenheiro francês 
Nicolas Leonard Sadi Carnot (1796-1832). Em um ciclo de Carnot, o sistema que está executando o ciclo passa 
por uma série de quatro processos internamente reversíveis, e pode ser executado por um sistema fechado ou por 
um sistema com escoamento em regime permanente. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as características do ciclo 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. ( ) Um ciclo de Carnot é composto por dois processos isotérmicos alternados com dois processos adiabáticos.
II. ( ) Em um ciclo de Carnot, os trabalhos de expansão ou compressão dependem do processo isocórico.
III. ( ) A máquina térmica teórica que opera segundo o ciclo de Carnot é chamada de máquina térmica de Carnot.
IV. ( ) Um ciclo de Carnot pode operar à temperatura constante para um processo isobárico internamente 
reversível. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
V, V, F, F.
Resposta corretaV, F, V, F.
V, F, F, V.
F, V, F, V.
F, F, V, V.
Pergunta 4 -- /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: 
um ciclo de Carnot corresponde a um ciclo real dos processos executados em relação a um fluido de 
trabalho, como um gás puro.
17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 4/8
Ocultar opções de resposta 
a eficiência de um ciclo de Carnot pode ser melhorada ao tentar aproximá-lo de um ciclo real com 
irreversibilidades internas.
uma máquina de Carnot pode operar trocando calor com um único reservatório térmico, já que executa 
trabalho interno.
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.
Resposta correta
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.
Pergunta 5 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“Nossa sociedade não deve apenas gerar a eletricidade necessária para atender a diversas aplicações, mas, 
também, distribuí-la aos consumidores. A interface entre as atividades de geração e distribuição nem sempre é 
simples de ser executada. A malha energética atual está se tornando com rapidez em uma relíquia do século XX, 
susceptível a quedas de energia que ameaçam a segurança e custando bilhões de dólares à economia 
anualmente.”Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 
2018, p. 358. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre transmissão e distribuição de energia, analise as 
afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) A principal diferença entre a malha atual e a malha do futuro é a mudança de um foco na transmissão e 
distribuição de eletricidade para um foco no gerenciamento da eletricidade.
II. ( ) Uma malha do século XXI será equipada para disponibilizar informações em tempo real, sendo capaz de 
fornecer aos consumidores energia de qualidade, confiável e com acessibilidade em qualquer local e tempo.
III. ( ) A malha energética mundial futura sofrerá poucas modificações em relação à atual, já que, atualmente, a 
geração de energia promove o uso da eletricidade de modo mais eficiente possível.
IV. ( ) A confiabilidade da energia gerada a partir da malha do século XXI depende muito pouco de políticas 
públicas que levem empresas e governos a pensarem em termos de eficiência e produção limpa de energia. 
Agora,assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
F, F, V, V.
F, V, F, V.
F, V, V, F.
17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 5/8
Ocultar opções de resposta 
V, F, F, V.
Resposta corretaV, V, F, F.
Pergunta 6 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“Um desafio de engenharia estimulante e urgente para as próximas décadas é atender com responsabilidade às 
necessidades de energia a nível nacional e mundial. O desafio tem suas origens na diminuição das fontes 
economicamente recuperáveis das fontes renováveis de energia, nos efeitos globais das mudanças climáticas e 
no crescimento populacional.”Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2018, p. 350. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os aspectos de geração de energia no contexto 
atual, pode-se afirmar que:
o petróleo constitui a principal fonte de abastecimento renovável para geração de eletricidade em 
massa, sendo utilizado largamente nos Estados Unidos e Europa.
Resposta correta
embora a potência hidroelétrica seja uma fonte renovável, ela não está livre de 
causar impactos ambientais, como os efeitos adversos na vida aquática dos rios com 
a barragem.
a contribuição atual das fontes de energia eólica, solar, geotérmica, entre outras, na geração de 
eletricidade, são consideradas ultrapassadas atualmente.
o gás natural é pouco utilizado nos Estados Unidos para produção de energia, e seu uso tende a 
diminuir em relação ao carvão, pois ser mais propício às necessidades de aquecimento domiciliar.
a geração de energia por fonte nuclear tende a ser futuramente a mais viável em termos práticos, já que 
o custo de fabricação das instalações é baixo.
Pergunta 7 -- /1
17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 6/8
Ocultar opções de resposta 
Leia o trecho a seguir:
“Além das configurações das instalações de potência a vapor, os ciclos de Carnot também podem ser enxergados 
como ciclos compostos de processos nos quais um capacitor é carregado e descarregado, uma substância 
paramagnética é magnetizada e desmagnetizada, e assim por diante. Contudo, não importando o tipo de 
dispositivo ou a substância de trabalho utilizada, algumas características são comuns a ciclos que operam dessa 
forma.”Fonte: MORAN, M. J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018, 
p. 217.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as propriedades das diferentes configurações de 
um ciclo de Carnot, analise as afirmativas a seguir. 
I. O ciclo de Carnot apresenta três processos internamente irreversíveis: dois processos isobáricos e um 
isotérmico.
II. A eficiência térmica do ciclo de potência de Carnot é dada em termos das temperaturas avaliadas na escala 
Celsius.
III. Em qualquer ciclo de Carnot, o trabalho líquido desenvolvido pelo ciclo pode ser avaliado pelo cálculo da área 
delimitada pelas linhas dos processos em um diagrama p"-" V.
IV. Os coeficientes de desempenho dos ciclos de refrigeração e bomba de calor de Carnot são sempre dados em 
termos das temperaturas na escala Kelvin ou Rankine.
Está correto apenas o que se afirma em: 
II e III.
I e IV.
I, II e IV.
I, II e III.
Resposta corretaIII e IV.
Pergunta 8 -- /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.
17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 7/8
Ocultar opções de resposta 
Ocultar opções de resposta 
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: 
F, V, F, V.
Resposta corretaV, F, V, F.
V, V, F, V.
F, V, V, F.
V, F, F, V.
Pergunta 9 -- /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:
17/11/2021 23:58 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_74231_1/outline/assessment/_4394133_1/overview/attempt/_15055732_1/review/inline-feedback?… 8/8
Ocultar opções de resposta 
F, F, V, V.
Resposta corretaF, V, V, F.
V, F, F, V.
V, F, V, F.
F, V, F, V.
Pergunta 10 -- /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: 
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. 
o estudo desses modelos mais simplificados dificilmente ajudará a conduzir conclusões importantes 
sobre o desempenho das usinas reais correspondentes, dependendo de outros parâmetros.
Resposta correta
os modelos termodinâmicos permitem, no mínimo, uma dedução qualitativa sobre 
como as alterações nos principais parâmetros de operação afetam o desempenho 
real do sistema.
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.
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 ocondensador.