Avaliação on-line 3 (AOL 3) - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos

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DOL - 77181 . 5 - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos - 20221 
Avaliação On-Line 3 (AOL 3) - Questionário 
Conteúdo do exercício 
Conteúdo do exercício 
1. Pergunta 1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Uma expressão muito importante associada ao ciclo de potência a gás é a razão de 
trabalho reverso (BWR, back-work ratio), que se refere à razão da energia necessária 
para conduzir o compressor para o trabalho total produzido pela turbina.”Fonte: 
KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São Paulo: Trilha, 
2016, p. 317. (Adaptado). 
Considere uma instalação com ciclo de potência a gás, representada de forma 
simplificada pelo ciclo Brayton ideal de ar padrão: 
sistemas termicos e fluidomecanicos_imag_quest8_und3_v1.JPG 
Considerando as entalpias, segundo as propriedades termodinâmicas de pressão e 
temperatura, e o estado de vapor nos dispositivos do sistema, pode-se afirmar que a 
taxa de trabalho reverso (BWR) do ciclo é de, aproximadamente: 
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0. 
43%. 
1. 
45%. 
2. 
32%. 
3. 
37% 
Resposta correta 
4. 
48%. 
2. Pergunta 2 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Nos motores de combustão interna, o combustível queima dentro do motor enquanto 
que nos motores de combustão externa, a combustão ocorre na parte externa do 
aparelho de produção de energia. Trata-se de motores que convertem a energia 
química armazenada no combustível em trabalho mecânico.”Fonte: KROOS, K.A.; 
POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São Paulo: Trilha, 2016, p. 292-
293. (Adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos motores a gás, 
analise as afirmativas a seguir. 
I. O ciclo de Carnot é utilizado como modelo ideal para ciclos de potência a gás de 
geração de energia. 
II. Motores Diesel não apresentam vela e a ignição ocorre por compressão, quando o 
combustível é injetado no volume de alta temperatura. 
III. O motor baseado no ciclo ideal Otto apresenta ignição por faísca e é comumente 
utilizado em automóveis de passeio e motocicletas. 
IV. Os motores do ciclo de potência Brayton se caracterizam por apresentarem 
motores de potência movidos a vapor. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
0. 
II e IV. 
1. 
II e III. 
Resposta correta 
2. 
I, III e IV. 
3. 
I, II e IV. 
4. 
I e II. 
 
3. Pergunta 3 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“O ciclo Rankine é considerado o ciclo padrão ideal para operações com vapor e trocas 
de fase, é composto por quatro processos internamente reversíveis, utilizando água 
como fluido de trabalho. [...] o ciclo Brayton é considerado o ciclo ideal para processos 
que não envolvem troca de fase, utiliza o ar como fluido de trabalho e é composto por 
quatro processos, sendo dois isobáricos e dois isentrópicos.”Fonte: KROOS, K. A.; 
POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São Paulo: Trilha, 2016, p. 145-
315. (Adaptado). 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre o estado do fluido de 
trabalho no ciclo Brayton, pode-se afirmar que esse se encontra: 
Ocultar opções de resposta 
0. 
no ponto triplo. 
1. 
na fase líquida. 
2. 
em ebulição. 
3. 
na fase gás. 
Resposta correta 
4. 
em fusão. 
 
4. Pergunta 4 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Nos motores térmicos, aqueles que utilizam o calor como fonte de trabalho, a 
eficiência térmica ou rendimento do ciclo de potência a gás é freqüentemente referida 
como eficiência termodinâmica ou apenas eficiência.”Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, 
M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São Paulo: Trilha, 2016, p. 171. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre ciclo simples a gás com 
regenerador, pode-se afirmar que o rendimento do ciclo de potência a gás Brayton: 
Ocultar opções de resposta 
0. 
apresenta resfriamento intermediário, que embora contribua para o 
aumento da vida do motor, reduz o rendimento em razão da redução da 
temperatura na turbina. 
1. 
depende somente da razão entre a temperatura inicial e a temperatura 
de entrada na turbina. 
2. 
depende da razão entre as pressões de entrada e saída no compressor e, 
também, da temperatura inicial e de entrada na turbina. 
Resposta correta 
3. 
pode crescer indefinidamente com a razão entre as pressões, 
aproximando-se do rendimento teórico do ciclo de ar ideal. 
4. 
com a introdução de um regenerador, pode apresentar aumento da 
potência extraída do ciclo, sem influenciar o rendimento global do ciclo. 
 
5. Pergunta 5 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Podem-se utilizar os gases de exaustão da turbina para preaquecer o ar por meio do 
regenerador, antes de entrar na câmara de combustão. Se os gases que deixarem a 
turbina tiverem temperatura maior que a do ar que deixa o compressor, um 
regenerador melhorará significativamente a eficiência térmica do ciclo.”Fonte: KROOS, 
K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São Paulo: Trilha, 2016, p. 
320. (Adaptado). 
Admita o dispositivo representado na figura abaixo, no qual o ar entra no compressor 
do motor de uma turbina a gás com cerca de 37°C e 0,1 MPa, e é comprimido a 0,6 Mpa, 
atingindo a temperatura máxima de 600°C. 
 
sistemas termicos e fluidomecanicos_imag_quest15_und3_v1.JPG 
Considerando que os processos termodinâmicos no ciclo de potência a gás 
regenerativo sejam ideais e apresentem calores específicos constantes, pode-se 
afirmar que a eficiência do ciclo a gás é de: 
Ocultar opções de resposta 
0. 
28,5%. 
1. 
40,07%. 
Resposta correta 
2. 
25,6%. 
3. 
31,8%. 
4. 
42,8%. 
 
6. Pergunta 6 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“O principal mérito do ciclo padrão a ar consiste em nos permitir examinar 
qualitativamente a influência de várias variáveis no desempenho do ciclo. Os 
resultados obtidos no ciclo padrão a ar, tais como rendimento e a pressão média 
efetiva, diferirão consideravelmente daqueles relativos ao motor real. A ênfase, 
portanto, na nossa consideração do ciclo padrão a ar está principalmente na análise 
dos aspectos qualitativos.”Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. 
Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4. ed. São Paulo: Blucher, 2013, p. 262. 
Analise a figura a seguir: 
sistemas termicos e fluidomecanicos_imag_quest20_und3_v1.JPG 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o ciclo padrão a gás, 
pode-se afirmar que a sequência que representa os componentes de um gerador de 
potência a gás ideal, representados na figura acima, corresponde à alternativa: 
Ocultar opções de resposta 
0. 
Compressor, turbina de expansão, gerador e câmara de combustão. 
1. 
Câmara de combustão, câmara de expansão, compressor e gerador. 
2. 
Compressor, gerador, câmara de combustão e caldeira. 
3. 
Compressor, câmara de combustão, câmara de expansão e gerador. 
Resposta correta 
4. 
Câmara de combustão, compressor, câmara de expansão e gerador. 
 
7. Pergunta 7 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“No estudo das Máquinas Térmicas, temos que um motor térmico refere-se a um 
dispositivo que recebe calor de um reservatório e proporciona trabalho durante a 
operação em um ciclo. Por exemplo, a primeira lei descreve o modo como um motor de 
combustão interna funciona: o calor “Q” liberado pela combustão da gasolina é 
convertido no trabalho mecânico “W”.”Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. 
Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São Paulo: Trilha, 2016, p. 124-126. 
(Adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudo sobre o ciclo Brayton, em relação 
aos motores a combustão, está correto o que se afirma em: 
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0. 
No ciclo Otto, a temperatura de autoignição do combustível é atingida na 
etapa de compressão, efetuando-se, assim, a explosão e expansão. 
1. 
No ciclo Brayton ideal, tem-se dois processos isobáricos e dois processos 
adiabáticos. 
Resposta correta 
2. 
A taxa de compressão dos motores de potência à gasolina é superior à 
dos motores de potência a álcool.3. 
Os ciclos termodinâmicos que abordam motores de combustão interna 
são: ciclo Otto, Diesel, Brayton e Stirling. 
4. 
O ciclo Ericsson apresenta uma elevada eficiência e baixas reduções nas 
emissões de produtos de combustão, por meio de uma combustão 
externa. 
 
8. Pergunta 8 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Os motores que utilizam gás ideal como fluido de trabalho são conhecidos como ciclos 
de potência a gás. Esses motores não têm a vantagem de utilizar a mudança de fase 
para transferir grandes quantidades de calor. Em vez disso, um motor alimentado por 
gás move grandes quantidades de ar para produzir energia.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São Paulo: 
Trilha, 2016, p. 293. (Adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre ciclomotores a gás, 
pode-se afirmar que o ciclomotor que apresenta o ciclo termodinâmico de combustão 
interna é o: 
Ocultar opções de resposta 
0. 
ciclo Diesel. 
1. 
ciclo Rankine. 
2. 
ciclo Brayton. 
Resposta correta 
3. 
ciclo de Carnot. 
4. 
ciclo Stirling. 
 
9. Pergunta 9 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Em um ciclo Brayton simples, é dito como um processo de quase-equilíbrio em um 
compressor ou turbina o processo ideal que proporciona a temperatura mínima na 
saída para um compressor real [...]. As ineficiências na turbina e no compressor são 
decorrentes principalmente das perdas associadas ao fluxo de gases ao redor das pás 
da turbo máquina. As pás são muito complexas e limitam a alta temperatura na 
turbina.”Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. 
São Paulo: Trilha, 2016, p. 315-316. 
Considere a figura que representa a modelagem de uma turbina a gás de ciclo fechado, 
operando segundo o ciclo Brayton ideal: 
sistemas termicos e fluidomecanicos_imag_quest12_und3_v1.JPG 
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. A. Termodinâmica. 5. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 
2006. (Adaptado). 
Observando os valores de temperatura na entrada e saída de cada componente e 
considerando cp = 1[kJ/kg.K] constante, e o fluxo de massa igual a 0,5 [kg/s], qual 
alternativa melhor representa o rendimento e a potência líquida da turbina? 
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0. 
44 % e 110 kW. 
Resposta correta 
1. 
25 % e 62 kW. 
2. 
38 % e 80 kW. 
3. 
62 % e 150 kW. 
4. 
56 % e 140 kW. 
 
10. Pergunta 10 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“A maior diferença entre a turbina a vapor e a turbina a gás, está no combustível 
utilizado. As turbinas a vapor utilizam água como fluido de trabalho, que pode ser 
reutilizado durante o processo, já as turbinas a gás, utilizam combustíveis que liberam 
diferentes gases durante a combustão e que não são reutilizados na produção de 
trabalho.”Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. 
São Paulo: Trilha, 2016, p. 316. (Adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos motores a gás, 
analise as afirmativas a seguir. 
I. A turbina a gás real difere do ciclo ideal, devido às irreversibilidades no compressor 
e na turbina e na perda de carga nas passagens do fluido. 
II. Na turbina do ciclo motor a gás, o fluido de trabalho apresenta mudança de fase 
durante o processo de geração de energia. 
III. O compressor utiliza uma pequena quantidade de trabalho na sua operação, em 
comparação ao trabalho gerado na turbina. 
IV. Pode-se melhorar o rendimento do ciclo de turbina a gás pela introdução de um 
regenerador no ciclo de potência. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
0. 
I e IV. 
Resposta correta 
1. 
I, II e III. 
2. 
III e IV. 
3. 
II, III e IV. 
4. 
I e II.