Avaliação On-Line 4 (AOL 4) - Questionário - Fundamentos da Termodinâmica

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Avaliação On-Line 4 (AOL 4) - Questionário
 Pergunta 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:
1. I e IV.
2. II e IV.
3. I, III e IV.
4. II e III.
5. I e II.
 
 Pergunta 2
 
 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. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa
correta da I.
2. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da
I.
3. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
4. As asserções I e II são falsas.
5. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
 
 Pergunta 3
 
 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:
1. I e III.
2. I e II.
3. II e IV.
4. III e IV.
 
 Pergunta 4
 
 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:
1. F, V, V, F.
2. V, F, V, F.
3. F, V, F, V.
4. V, V, F, V.
5. V, F, F, V.
 
 Pergunta 5
 
 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. F, F, V, V.
2. F, V, F, V.
3. V, V, F, F.
4. V, F, V, F.
5. F, V, V, F.
 
 Pergunta 6
 
 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. os dispositivos especiais de conversãode trabalho absorvem o calor excedente dos
reservatórios térmicos e operam em ciclos.
2. trabalho pode ser convertido em calor de forma direta e completa, mas a conversão
de calor em trabalho depende de dispositivos especiais.
3. as máquinas térmicas permitem a conversão de trabalho em calor de forma
automática, em qualquer temperatura, para um ciclo termodinâmico.
4. as máquinas térmicas utilizam o fluido de trabalho de onde o calor é absorvido para
o interior do sistema durante a operação do ciclo.
5. uma característica das máquinas térmicas é o recebimento de calor, normalmente, a
temperaturas de trabalho muito baixas.
 
 Pergunta 7
 
 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:
1. F, V, F, V.
2. V, F, V, F.
3. V, F, F, V.
4. F, V, V, F.
5. F, F, V, V.
 
 Pergunta 8
 
 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:
1. II e III.
2. III e IV.
3. I, II e IV.
4. I e IV.
5. I, II e III.
 
 Pergunta 9
 
 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. a eficiência térmica de um ciclo de potência irreversível é sempre maior que a
eficiência térmica de um ciclo de potência reversível.
2. todos os processos de um ciclo irreversível são executados perfeitamente, e o
rendimento máximo real deste ciclo é igual à unidade.
3. todos os ciclos de potência reversíveis operando entre os mesmos reservatórios
térmicos têm a mesma eficiência térmica.
4. um ciclo de potência irreversível pode apresentar o máximo de eficiência térmica,
desde que opere entre os mesmos reservatórios.
5. um ciclo é considerado reversível quando existem irreversibilidades dentro do
sistema, à medida que ele percorre o ciclo.
 
 Pergunta 10
 
 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:
1. V, V, F, F.
2. V, F, F, V.
3. F, V, F, V.
4. F, V, V, F.
5. F, F, V, V.