AOL 4 - Fundamentos da Termodinâmica

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Módulo C - Fundamentos da Termodinâmica
Avaliação On-Line 4 (AOL 4) - Questionário
10/10 
Conteúdo do exercício 
1. Pergunta 1
/1	
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:
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1. 
V,	F,	V,	F.	
2. 
F,	F,	V,	F.	
3. 
F,	V,	V,	F.	
Resposta	correta 
4. 
V,	V,	F,	V.	
5. 
F,	V,	F,	V.	
2. Pergunta 2 
/1	
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: 
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1. 
As	asserções	I	e	II	são	proposições	verdadeiras,	e	a	II	é	uma	justificativa	correta	
da	I.	
Resposta	correta 
2. 
A	asserção	I	é	uma	proposição	falsa,	e	a	II	é	uma	proposição	verdadeira.	
3. 
As	asserções	I	e	II	são	proposições	verdadeiras,	mas	a	II	não	é	uma	justificativa	
correta	da	I.	
4. 
As	asserções	I	e	II	são	falsas.	
5. 
A	asserção	I	é	uma	proposição	verdadeira,	e	a	II	é	uma	proposição	falsa.	
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: 
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1. 
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.	
2. 
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.	
3. 
o	estudo	desses	modelos	mais	simplificados	dificilmente	ajudará	a	conduzir	
conclusões	importantes	sobre	o	desempenho	das	usinas	reais	correspondentes,	
dependendo	de	outros	parâmetros.	
4. 
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 
5. 
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.		
4. 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: 
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1. 
a	eficiência	de	um	ciclo	de	Carnot	pode	ser	melhorada	ao	tentar	aproximá‐lo	de	
um	ciclo	real	com	irreversibilidades	internas.	
2. 
um	ciclo	de	Carnot	corresponde	a	um	ciclo	real	dos	processos	executados	em	
relação	a	um	fluido	de	trabalho,	como	um	gás	puro.	
3. 
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.	
4. 
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 
5. 
uma	máquina	de	Carnot	pode	operar	trocando	calor	com	um	único	reservatório	
térmico,	já	que	executa	trabalho	interno.	
5. Pergunta 5 
/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: 
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1. 
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.	
2. 
o	petróleo	constitui	a	principal	fonte	de	abastecimento	renovável	para	geração	de	
eletricidade	em	massa,	sendo	utilizado	largamente	nos	Estados	Unidos	e	Europa.	
3. 
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.	
Resposta	correta 
4. 
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.	
5. 
a	contribuição	atual	das	fontes	de	energia	eólica,	solar,	geotérmica,	entre	outras,	
na	geração	de	eletricidade,	são	consideradas	ultrapassadas	atualmente.	
6. Pergunta 6 
/1	
Os diagramas de propriedades conferem uma poderosa ferramenta para a determinação dos 
valores das propriedades de uma substância em um sistema. Quando o valor da propriedade 
não pode ser obtido diretamente dos valores de referência tabelados, recorre-se ao cálculo do 
título, que é a relação entre as quantidades de vapor em relaçãoao líquido presentes em uma 
determinada região do diagrama. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre as propriedades definidas 
através dos diagramas de entropia, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre 
elas. 
I. A eficiência de uma máquina térmica real pode ser maximizada com o fornecimento de calor 
à temperatura mais alta possível e rejeição de calor da máquina à temperatura mais baixa 
possível. 
Porque: 
II. Se a temperatura do reservatório frio se aproxima de zero, a eficiência da máquina decresce 
continuamente e, se essa temperatura aumenta, cresce a quantidade de calor rejeitado pela 
máquina. 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
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1. 
As	asserções	I	e	II	são	proposições	verdadeiras,	mas	a	II	não	é	uma	justificativa	
correta	da	I.	
2. 
A	asserção	I	é	uma	proposição	verdadeira,	e	a	II	é	uma	proposição	falsa.	
Resposta	correta 
3. 
A	asserção	I	é	uma	proposição	falsa,	e	a	II	é	uma	proposição	verdadeira.	
4. 
As	asserções	I	e	II	são	falsas.	
5. 
As	asserções	I	e	II	são	proposições	verdadeiras,	e	a	II	é	uma	justificativa	correta	
da	I.	
7. Pergunta 7 
/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	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.	
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	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.	
4. 
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.	
5. 
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.	
8. Pergunta 8 
/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. 
V,	V,	F,	F.	
2. 
V,	F,	V,	F.	
Resposta	correta 
3. 
F,	V,	F,	V.	
4. 
F,	F,	V,	V.	
5. 
F,	V,	V,	F.	
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	e	II.	
2. 
II	e	III.	
3. 
I	e	IV.	
Resposta	correta 
4. 
II	e	IV.	
5. 
I,	III	e	IV.	
10. Pergunta 10 
/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. 
4,	3,	1,	2.	
2. 
1,	2,	3,	4.	
3. 
3,	4,	2,	1.	
4. 
1,	4,	2,	3.	
Resposta	correta 
5. 
2,	1,	4,	3.