FUNDAMENTOS TERMODINAMICA - AOL-4

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Módulo C - 64058 . 7 - Fundamentos da Termodinâmica - D.20212.C
Avaliação On-Line 4 (AOL 4) - Questionário
1. 
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Pergunta 1
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“A eficiência global dos veículos aumentou consideravelmente ao longo dos anos, principalmente em virtude dos aperfeiçoamentos em aerodinâmica, materiais e controles eletrônicos. Entretanto, o consumo médio de combustível dos veículos novos permanece na faixa de 8 a 9 quilômetros por litro, por causa da crescente tendência dos consumidores em optar por carros maiores e menos econômicos, caminhonetes e veículos utilitários esportivos.”Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 531. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre eficiência térmica nos ciclos de potência, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
I. Os quatro componentes de uma usina a vapor podem ser tratados como sistemas abertos, mas o sistema total composto por esses componentes é tratado como fechado.
Porque:
II. Embora haja fluxo de massa com a entrada e saída de vapor dos componentes do ciclo, no sistema conjunto não há transferência de massa e a variação da energia interna total do ciclo é igual a zero. 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
1. 
As asserções I e II são falsas.
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
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. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
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2. 
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Pergunta 2
1 ponto
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: 
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.
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3. 
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Pergunta 3
1 ponto
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:
1. 
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.
2. 
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.
3. 
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. 
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.
5. 
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.
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4. 
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Pergunta 4
1 ponto
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: 
1. 
as máquinas térmicas utilizam o fluido de trabalho de onde o calor é absorvido para o interior do sistema durante a operação do ciclo. 
2. 
as máquinas térmicas permitem a conversão de trabalho em calor de forma automática, em qualquer temperatura, para um ciclo termodinâmico.
3. 
os dispositivos especiais de conversão de trabalho absorvem o calor excedente dos reservatórios térmicos e operam em ciclos.
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.
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5. 
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Pergunta 5
1 ponto
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: 
1. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
3. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II 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.
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6. 
Parte superior do formulário
Pergunta 6
1 ponto
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 trabalholíquido 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:
1. 
V, F, F, V.
2. 
V, F, V, F.
3. 
F, V, V, F.
4. 
F, V, F, V.
5. 
F, F, V, V.
Parte inferior do formulário
7. 
Parte superior do formulário
Pergunta 7
1 ponto
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:
1. 
a contribuição atual das fontes de energia eólica, solar, geotérmica, entre outras, na geração de eletricidade, são consideradas ultrapassadas atualmente.
2. 
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.
3. 
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.
4. 
o petróleo constitui a principal fonte de abastecimento renovável para geração de eletricidade em massa, sendo utilizado largamente nos Estados Unidos e Europa.
5. 
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.
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8. 
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Pergunta 8
1 ponto
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: 
1. 
V, F, V, F.
2. 
F, V, V, F.
3. 
F, V, F, V.
4. 
V, V, F, F.
5. 
F, F, V, V.
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9. 
Parte superior do formulário
Pergunta 9
1 ponto
Leia o trecho a seguir:
“Desprezar as variações de energia cinética e potencial do fluido de trabalho é uma simplificação normalmente utilizada na análise dos ciclos de potência. Essaé uma hipótese razoável, uma vez que em dispositivos que envolvem trabalho de eixo, como turbinas, compressores e bombas, os termos energia cinética e energia potencial normalmente são muito pequenos com relação aos outros termos.”
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013, p. 488.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a eficiência e rendimento dos processos cíclicos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
I. ( ) A eficiência térmica de uma máquina térmica é sempre maior que a unidade, pois o calor das duas fontes são grandezas positivas.
II. ( ) O trabalho líquido de uma máquina térmica é sempre menor que a quantidade de calor fornecida ao sistema.
III. ( ) A eficiência térmica é uma medida do desempenho de uma máquina térmica, sendo uma fração do calor fornecido convertido em trabalho líquido.
IV. ( ) Em máquinas térmicas, um maior rendimento significa um maior gasto com consumo de combustível com menor quantidade de calor rejeitada. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
1. 
F, V, F, V.
2. 
F, F, V, F.
3. 
V, F, V, F.
4. 
F, V, V, F.
5. 
V, V, F, V.
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10. 
Parte superior do formulário
Pergunta 10
1 ponto
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 desemenho 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:
1. 
1, 4, 2, 3.
2. 
4, 3, 1, 2.
3. 
1, 2, 3, 4.
4. 
3, 4, 2, 1.
5. 
2, 1, 4, 3.
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