Termodinamica Suplementar

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As leis da Termodinâmica 
 
Avaliação suplementar – 60 pontos 
 
 
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1. Considere uma máquina operando segundo o ciclo de Carnot com rendimento igual a 20%. Ao dobrar 
o valor da temperatura da fonte quente, qual o novo valor da eficiência dessa máquina? 
2. Um motor de 75hp (potência de eixo) que possui uma eficiência de 91% está desgastado e será 
substituído por um motor de alta eficiência com 75hp e eficiência de 95,4%. Qual a redução do ganho 
de calor da sala devido à maior eficiência sob condições plenas de carga? 
 
3. Em cada ciclo, uma certa máquina de Carnot remove 100J de energia de um reservatório a 400k, efetua 
trabalho e descarrega calor para o reservatório a 300K. Calcular a variação de entropia de cada 
reservatório, por ciclo e, verificar explicitamente que a variação de entropia do universo é nula neste 
processo reversível.Em uma escala de temperatura W linear, a água congela a -125 W e ferve a 360 
W. Em uma escala Z linear, a água congela a -70 Z e ferve a -30 Z. 
Uma temperatura de 35 Z corresponde a qual temperatura na escala W? 
 
4. Defina o que é um sistema termodinâmico 
 
5. Um dispositivo cilindro-pistão contém 0,05 m³ de um gás inicialmente a 200 kPa. Nesse estado uma 
mola que possui uma constante de 150 kN/m está tocando o pistão, porém sem exercer força sobre ele. 
O sistema passa por uma transformação, através da transferência de calor das vizinhanças para o gás 
no interior do dispositivo, causando uma elevação do pistão, que comprime a mola, ate que o volume 
do cilindro seja o dobro do inicial. Se a seção transversal do cilindro possui área de 0,25 m², determine 
a pressão final no interior do cilindro. 
 
 
6. Baseado na figura, qual a situação o título é iguala a 1 
 
a) A 
b) B 
c) C 
d) d 
 
7. Os balanços de massa e energia, em regime permanente, permitem o dimensionamento correto de 
dispositivos que são utilizados em larga escala nas indústrias. Tendo como referência esses 
dispositivos, analise as colunas a seguir, onde são nominados alguns dispositivos e a finalidade de 
utilização destes na indústria. 
Associe os dispositivos listados na coluna à esquerda com a utilização listada na coluna da direita e escolha, 
dentre as opções a seguir, aquela que representa corretamente essa associação. 
 
a) I-B; II-E; III-C; IV-A; V-D. 
b) I-E; II-B; III-A; IV-C; V-D. 
c) I-B; II-A; III-D; IV-E; V-C. 
d) I-B; II-E; III-A; IV-C; V-D. 
e) I-E; II-D; III-C; IV-A; V-B. 
 
8. Um sistema termodinâmico no qual massa cruza a sua fronteira é chamado de _________________. 
Para esses sistemas, dois pilares da termodinâmica são o _________________, também chamado de 
_________________, e o __________________, que expressa a conservação de 
_________________, a qual não pode ser criada e nem destruída, apenas transformada. 
 
Qual alternativa a seguir traz as palavras que completam as lacunas do texto-base na ordem correta? 
a) Volume de controle; balanço de volume; equação da continuidade; 
balanço de massa; energia. 
b) Sistema fechado; balanço de massa; equação da continuidade; balanço de energia; energia. 
c) Volume de controle; balanço de energia; equação da continuidade; 
balanço de massa; massa. 
d) Sistema fechado; balanço de energia; equação do trabalho; balanço de 
massa; massa. 
e) Volume de controle; balanço de massa; equação da continuidade; 
balanço de energia; energia. 
 
9. Uma panela de pressão industrial trabalha na pressão de saturação, que é de 270 kPa. Para essa pressão, 
a temperatura de saturação é de 130 ºC. Nessas condições, o sistema apresenta uma mistura bifásica e, 
consultando as tabelas de vapor para o volume específico, obtém-se os valores para o líquido saturado 
e o vapor saturado de νL = 0,001070 m3/ kg e νv = 0, 66850 m3/ kg respectivamente. 
Baseado nas informações apresentadas no texto-base, analise as afirmações a seguir e assinale a 
alternativa correta. 
a) O volume específico da mistura é maior que o νv 
b) O volume específico da mistura está entre os valores da νL e νv . 
c) O volume específico da mistura é obtido fazendo a soma dos valores de νL e νv . 
d) O volume específico da mistura é obtido fazendo a média entre os valores de νL e νv . 
 
10. A avaliação de propriedades termodinâmicas é de suma importância para realizarmos cálculos 
termodinâmicos relevantes em aplicações de engenharia que envolvam o modelo de gás ideal, por 
exemplo. Analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: 
I- As tabelas termodinâmicas apresentam as propriedades termodinâmicas de uma substância 
pura, simples, compressível, em número de seis, e são importantes na determinação do estado 
em que o sistema se encontra. 
PORQUE 
II- Todos os estados termodinâmicos podem ser definidos com quaisquer duas dessas seis 
propriedades. 
 
A respeito das asserções apresentadas no texto-base, assinale a opção correta. 
a) As asserções I e II são proposições falsas. 
b) As asserções I e II são proposições verdadeiras, porém a II não é uma justificativa da I. 
c) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I. 
d) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 
e) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.