AOL 01 SISTEMAS TERMICOS E FLUIDO MECANICOS

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1. Leia o trecho a seguir: 
 
“O ciclo com reaquecimento foi desenvolvido para tirar vantagem do 
aumento de rendimento provocado pela utilização de pressões mais altas e 
evitando que a umidade seja excessiva nos estágios de baixa pressão da 
turbina... A característica singular desse ciclo é que o vapor, primeiramente, 
expande até uma pressão intermediária na turbina. Ele, então, é reaquecido 
na caldeira e novamente expande na turbina até a pressão de saída.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
Considerando essas informações e o estudo do ciclo Rankine combinado, 
podemos afirmar que uma das características da caldeira com dispositivo 
de queima suplementar é: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
uso preferencial de combustíveis líquidos, principalmente em 
usinas termelétricas a gás natural. 
2. 
aumento da temperatura e/ou disponibilidade energética do 
gás, visando a atender a demanda de vapor. 
Resposta correta 
3. 
aumento das áreas das superfícies de troca de calor. 
4. 
controle da temperatura de subaquecimento. 
5. 
existência de queimadores concentrados em um ponto na área 
de passagem do gás. 
2. Pergunta 2 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Desde a antiguidade, fatos históricos relatam o uso de máquinas que 
utilizavam o calor como fonte de energia para, de alguma forma, promover 
o desenvolvimento da humanidade e a Segunda Lei da Termodinâmica é o 
princípio que rege o funcionamento destas máquinas. O grande salto no 
desenvolvimento destas máquinas se deu por volta do século XIX com o 
advento da Revolução Industrial, impulsionando sua inserção na indústria e 
transporte.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
- São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (adaptado). 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos 
motores a vapor, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, é correto 
afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
uma Máquina Térmica sempre rejeita parte do calor retirado da 
fonte quente para a fonte fria. 
Resposta correta 
2. 
uma Máquina Térmica pode ter um rendimento de até 100%. 
3. 
uma Máquina Térmica sempre será capaz de converter todo o 
calor retirado de uma fonte quente em trabalho. 
4. 
uma Máquina Térmica possui um ciclo cujo calor retirado da 
fonte quente é sempre igual à soma do trabalho e do calor 
rejeitado para a fonte fria. 
5. 
uma Máquina Térmica obedece ao fluxo de calor sempre da 
fonte fria para a fonte quente. 
3. Pergunta 3 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Conforme proclamado pela Segunda Lei da Termodinâmica, o dispositivo 
de Carnot é um ciclo fictício. Refere-se apenas a um parâmetro para 
verificar se uma máquina térmica é possível de existir.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
- São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando essas informações e o conceito de Máquinas Térmicas 
segundo o ciclo de motores a vapor, podemos afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e 
rejeita parte desse calor para uma fonte fria. 
Resposta correta 
2. 
sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento 
seja 100%. 
3. 
na máquina térmica, o calor se propaga da fonte fria para a 
fonte quente. 
4. 
somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria 
possível a uma certa máquina térmica converter integralmente 
calor em trabalho. 
5. 
qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte 
quente. 
4. Pergunta 4 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Diversos aquecedores de água de alimentação e um ou dois reaquecedores, 
necessários para evitar a condensação nas pás traseiras da turbina, podem 
ser utilizados na usina. A pressão de extração para cada aquecedor é em 
geral selecionada para que as temperaturas de saturação sejam igualmente 
espaçadas. A redução no fluxo de massa, após o vapor extraído ser 
alimentado no aquecedor, resulta em uma produção menor de potência pela 
turbina. No entanto, aumenta-se a eficiência do ciclo em razão da redução 
da energia necessária pela caldeira”. 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
IMAG_UN1_QTS16.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª 
Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre 
termodinâmica, podemos afirmar que a imagem apresenta um ciclo de: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
Stirling, empregado em motores alternativos. 
2. 
Stirling, empregado em turbinas a gás. 
3. 
Rankine com reaquecimento, empregado em turbinas a gás. 
4. 
Rankine regenerativo, empregado em turbinas a vapor. 
Resposta correta 
5. 
Brayton, empregado em motores alternativos. 
5. Pergunta 5 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Turbinas a vapor são dispositivos das máquinas térmicas amplamente 
utilizadas em ciclos de potência, como nos ciclos de Rankine e são capazes 
de converter trabalho mecânico em energia elétrica”. 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
Em relação às turbinas a vapor, considerando os assuntos estudados nos 
ciclos de potência a vapor, analise as afirmativas a seguir: 
 
I. Em turbinas de reação, a pressão de vapor na entrada dos canais 
formados pelas palhetas é menor ou igual à pressão na saída. 
 
II. Nas turbinas de ação, o vapor é parcialmente expandido em uma ou mais 
boquilhas fixas, antes de atingir as pás do rotor. 
 
III. O expansor é um órgão essencial, pois é onde a energia de pressão do 
vapor se transforma em energia cinética. 
 
IV. Nas turbinas a geração de energia se faz pela conversão de calor em 
trabalho. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I e II. 
2. 
I e III. 
3. 
III e IV. 
Resposta correta 
4. 
II e III. 
5. 
II e IV. 
6. Pergunta 6 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“A sustentabilidade de energia é essencial para o futuro do ser humano. 
Sem energia, não existe economia. Os problemas com sustentabilidade de 
recursos de água e produção de alimentos podem estar diretamente ligados 
à disponibilidade de energia”. 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando as informações apresentadas e o conteúdo estudado sobre os 
efeitos da variação da pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, 
considere o ciclo de Rankine ideal ilustrado a seguir 
IMAG_UN1_QTS15.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
- São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (Adaptado). 
 
Admitindo que o calor rejeitado no condensador, em módulo, é cerca de 
1.950 kJ/kg, e o calor recebido pela caldeira corresponde, em módulo, a 
3.000 kJ/kg, podemos afirmar que o rendimento estimado do ciclo 
corresponde a: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
28,6%. 
2. 
35,0%. 
Resposta correta 
3. 
45,0%. 
4. 
25,4%. 
5. 
30,8%. 
7. Pergunta 7 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“As usinas termelétricas geram eletricidade a partir de turbinas movidas a 
vapor. O ciclo de Rankine é um ciclo termodinâmico ideal que pode ser 
utilizado para modelar, de forma simplificada, uma usina termelétrica. A 
figura abaixo mostra de forma esquemática os elementos básicos de um 
ciclo de Rankine simples ideal.” 
IMAG_UN1_QTS13.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (Adaptado). 
 
Considerando o que foi estudado no ciclo Rankine e o fato de algumas 
usinas termelétricas que utilizam turbinas a vapor se encontrarem 
próximas a grandes reservatórios de água, como rios e lagos, analise as 
afirmativas a seguir: 
 
I. O ciclo de Rankine simples mostrado prevê a reutilização da energia 
rejeitada no condensador e, por isso, tem rendimentocomparável ao de um 
ciclo de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas. 
 
II. A instalação de algumas usinas próximas a grandes rios se dá devido à 
necessidade de remover calor do ciclo, pela transferência de calor que 
ocorre no condensador, porém, com implicações ao meio ambiente. 
 
III. Em usinas que utilizam combustíveis fósseis, o vapor gerado na caldeira 
é contaminado pelos gases da combustão e não é reaproveitado no ciclo, 
sendo mais econômico rejeitá-lo, causando impacto ambiental. 
 
IV. Entre as termelétricas, as usinas nucleares são as únicas que não causam 
Impacto ambiental, exceto pela necessidade de se armazenar o lixo nuclear 
gerado. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
III e IV. 
2. 
I e IV. 
3. 
II e IV. 
4. 
I e II. 
Resposta correta 
5. 
I e III. 
8. Pergunta 8 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Uma turbina é um dispositivo pelo qual o trabalho é extraído de um fluido 
(vapor ou gás) em um conjunto de pás rotativas... como resultado, há uma 
queda de pressão da entrada para a saída e a energia mecânica é extraída da 
turbina.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos de 
potência de uma Máquina Térmica, pode-se afirmar que turbina a vapor 
apresenta algumas vantagens, como: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
possuir baixa velocidade de rotação. 
2. 
operação abrupta e alto índice de vibração. 
3. 
necessitar lubrificação externa. 
4. 
poder ser feita reversível. 
5. 
possuir alta relação potência/tamanho. 
Resposta correta 
9. Pergunta 9 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Um ciclo de Rankine ideal é aquele que fornece limite superior de 
eficiência de ciclo desde que não haja perdas. Na análise do ciclo Rankine é 
útil considerar que o rendimento depende da temperatura média na qual o 
calor é fornecido e da temperatura média na qual o calor é rejeitado.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
Considerando essas afirmações e com base nos estudos dos efeitos da 
variação de pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere 
um ciclo básico de potência a vapor, operando segundo o diagrama T-s. 
IMAG_UN1_QTS14.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo. Ed. Trilha, 2016. (Adaptado) 
 
Analisando o ciclo segundo os estados 1-2-3-4 e suas entalpias nos 
dispositivos do sistema: = 192 kJ/kg, = 204 kJ/kg, = 2.780 
kJ/kg e = 2.060 kJ/kg, podemos afirmar que o calor, em [kJ/kg] 
rejeitado pelo fluido de trabalho no condensador, é: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
1668 [kJ/kg]. 
2. 
2536 [kJ/kg]. 
3. 
1868 [kJ/kg]. 
Resposta correta 
4. 
680 [kJ/kg]. 
5. 
1245 [kJ/kg]. 
10. Pergunta 10 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“A máquina térmica ideal é a de Carnot por estar associada, por assim dizer, 
a um princípio variacional, e por ser a máquina que maximiza os ganhos, ou 
seja, o trabalho que pode ser extraído sem alterar a entropia do universo. A 
máquina de Carnot tem um atributo a mais sobre qualquer outra máquina 
reversível por fixar um limite à rentabilidade, quer dizer, há um limite 
máximo por ciclo para extração de trabalho sem comprometer a 
reversibilidade do processo, sem degradar energia útil.” 
Fonte: OLIVEIRA, P.M.C. de; DECHOUM, K. Facilitando a compreensão da 
segunda lei da termodinâmica. Rev. Bras. Ensino Fís., São Paulo, v. 25, n. 4, 
pp. 359-363, Dec. 2003. Disponível em: 
<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-
11172003000400004&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 29 jan. 2020. 
 
Considerando essas informações e o estudado dos ciclos de potência a 
vapor, observe a figura a seguir, na qual 2[kg/s] de vapor entra em uma 
turbina adiabática operando em regime permanente num ciclo Rankine 
ideal de potência. 
IMAG_UN1_QTS10.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo. Ed. Trilha, 2016. (adaptado). 
 
Admitindo que haja uma diferença de entalpia entre as seções de entrada e 
saída = 900 kJ/kg e velocidade = 1,5 kJ/kg, podemos afirmar que a 
taxa de transferência de calor em [kW], entre a turbina e a vizinhança é de: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
-797. 
Resposta correta 
2. 
-1800. 
3. 
-30. 
4. 
-2102. 
5. 
-670. 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“O ciclo com reaquecimento foi desenvolvido para tirar vantagem do aumento de rendimento 
provocado pela utilização de pressões mais altas e evitando que a umidade seja excessiva nos 
estágios de baixa pressão da turbina... A característica singular desse ciclo é que o vapor, 
primeiramente, expande até uma pressão intermediária na turbina. Ele, então, é reaquecido 
na caldeira e novamente expande na turbina até a pressão de saída.” 
 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª 
Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
 
 
Considerando essas informações e o estudo do ciclo Rankine combinado, podemos afirmar 
que uma das características da caldeira com dispositivo de queima suplementar é: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
uso preferencial de combustíveis líquidos, principalmente em usinas termelétricas a gás 
natural. 
 
 
aumento da temperatura e/ou disponibilidade energética do gás, visando a atender a 
demanda de vapor. 
 
Resposta correta 
 
aumento das áreas das superfícies de troca de calor. 
 
 
controle da temperatura de subaquecimento. 
 
 
existência de queimadores concentrados em um ponto na área de passagem do gás. 
 
 
Pergunta 2 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“Desde a antiguidade, fatos históricos relatam o uso de máquinas que utilizavam o calor como 
fonte de energia para, de alguma forma, promover o desenvolvimento da humanidade e a 
Segunda Lei da Termodinâmica é o princípio que rege o funcionamento destas máquinas. O 
grande salto no desenvolvimento destas máquinas se deu por volta do século XIX com o 
advento da Revolução Industrial, impulsionando sua inserção na indústria e transporte.” 
 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. 
Trilha, 2016. (adaptado). 
 
 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos motores a vapor, de 
acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, é correto afirmar que: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
uma Máquina Térmica sempre rejeita parte do calor retirado da fonte quente para a fonte fria. 
 
Resposta correta 
 
uma Máquina Térmica pode ter um rendimento de até 100%. 
 
 
uma Máquina Térmica sempre será capaz de converter todo o calor retirado de uma fonte 
quente em trabalho. 
 
 
uma Máquina Térmica possui um ciclo cujo calor retirado da fonte quente é sempre igual à 
soma do trabalho e do calor rejeitado para a fonte fria. 
 
 
uma Máquina Térmica obedece ao fluxo de calor sempre da fonte fria para a fonte quente. 
 
 
Pergunta 3 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“Conforme proclamado pela Segunda Lei da Termodinâmica, o dispositivo de Carnot é um ciclo 
fictício. Refere-se apenas a um parâmetro para verificar se uma máquina térmica é possível de 
existir.” 
 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. 
Trilha, 2016. 
 
 
 
Considerando essas informações e o conceito de Máquinas Térmicas segundo o ciclo de 
motores a vapor, podemos afirmar que: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para 
uma fonte fria. 
 
Resposta correta 
 
sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%. 
 
 
na máquina térmica, o calor se propaga da fonte fria para a fonte quente. 
 
 
somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possívela uma certa máquina 
térmica converter integralmente calor em trabalho. 
 
 
qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente. 
 
 
Pergunta 4 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“Diversos aquecedores de água de alimentação e um ou dois reaquecedores, necessários para 
evitar a condensação nas pás traseiras da turbina, podem ser utilizados na usina. A pressão de 
extração para cada aquecedor é em geral selecionada para que as temperaturas de saturação 
sejam igualmente espaçadas. A redução no fluxo de massa, após o vapor extraído ser 
alimentado no aquecedor, resulta em uma produção menor de potência pela turbina. No 
entanto, aumenta-se a eficiência do ciclo em razão da redução da energia necessária pela 
caldeira”. 
 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª 
Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
IMAG_UN1_QTS16.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. 
Trilha, 2016. 
 
 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre termodinâmica, podemos 
afirmar que a imagem apresenta um ciclo de: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
Stirling, empregado em motores alternativos. 
 
 
Stirling, empregado em turbinas a gás. 
 
 
Rankine com reaquecimento, empregado em turbinas a gás. 
 
 
Rankine regenerativo, empregado em turbinas a vapor. 
 
Resposta correta 
 
Brayton, empregado em motores alternativos. 
 
 
Pergunta 5 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“Turbinas a vapor são dispositivos das máquinas térmicas amplamente utilizadas em ciclos de 
potência, como nos ciclos de Rankine e são capazes de converter trabalho mecânico em 
energia elétrica”. 
 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª 
Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
 
 
Em relação às turbinas a vapor, considerando os assuntos estudados nos ciclos de potência a 
vapor, analise as afirmativas a seguir: 
 
 
 
I. Em turbinas de reação, a pressão de vapor na entrada dos canais formados pelas palhetas é 
menor ou igual à pressão na saída. 
 
 
 
II. Nas turbinas de ação, o vapor é parcialmente expandido em uma ou mais boquilhas fixas, 
antes de atingir as pás do rotor. 
 
 
 
III. O expansor é um órgão essencial, pois é onde a energia de pressão do vapor se transforma 
em energia cinética. 
 
 
 
IV. Nas turbinas a geração de energia se faz pela conversão de calor em trabalho. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
I e II. 
 
 
I e III. 
 
 
III e IV. 
 
Resposta correta 
 
II e III. 
 
 
II e IV. 
 
 
Pergunta 6 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“A sustentabilidade de energia é essencial para o futuro do ser humano. Sem energia, não 
existe economia. Os problemas com sustentabilidade de recursos de água e produção de 
alimentos podem estar diretamente ligados à disponibilidade de energia”. 
 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. 
Trilha, 2016. 
 
 
 
Considerando as informações apresentadas e o conteúdo estudado sobre os efeitos da 
variação da pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere o ciclo de Rankine 
ideal ilustrado a seguir 
 
IMAG_UN1_QTS15.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. 
Trilha, 2016. (Adaptado). 
 
 
 
Admitindo que o calor rejeitado no condensador, em módulo, é cerca de 1.950 kJ/kg, e o calor 
recebido pela caldeira corresponde, em módulo, a 3.000 kJ/kg, podemos afirmar que o 
rendimento estimado do ciclo corresponde a: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
28,6%. 
 
 
35,0%. 
 
Resposta correta 
 
45,0%. 
 
 
25,4%. 
 
 
30,8%. 
 
 
Pergunta 7 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“As usinas termelétricas geram eletricidade a partir de turbinas movidas a vapor. O ciclo de 
Rankine é um ciclo termodinâmico ideal que pode ser utilizado para modelar, de forma 
simplificada, uma usina termelétrica. A figura abaixo mostra de forma esquemática os 
elementos básicos de um ciclo de Rankine simples ideal.” 
 
IMAG_UN1_QTS13.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. 
Trilha, 2016. (Adaptado). 
 
 
 
Considerando o que foi estudado no ciclo Rankine e o fato de algumas usinas termelétricas 
que utilizam turbinas a vapor se encontrarem próximas a grandes reservatórios de água, como 
rios e lagos, analise as afirmativas a seguir: 
 
 
 
I. O ciclo de Rankine simples mostrado prevê a reutilização da energia rejeitada no 
condensador e, por isso, tem rendimento comparável ao de um ciclo de Carnot que opera 
entre as mesmas temperaturas. 
 
 
 
II. A instalação de algumas usinas próximas a grandes rios se dá devido à necessidade de 
remover calor do ciclo, pela transferência de calor que ocorre no condensador, porém, com 
implicações ao meio ambiente. 
 
 
 
III. Em usinas que utilizam combustíveis fósseis, o vapor gerado na caldeira é contaminado 
pelos gases da combustão e não é reaproveitado no ciclo, sendo mais econômico rejeitá-lo, 
causando impacto ambiental. 
 
 
 
IV. Entre as termelétricas, as usinas nucleares são as únicas que não causam Impacto 
ambiental, exceto pela necessidade de se armazenar o lixo nuclear gerado. 
 
 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
III e IV. 
 
 
I e IV. 
 
 
II e IV. 
 
 
I e II. 
 
Resposta correta 
 
I e III. 
 
 
Pergunta 8 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“Uma turbina é um dispositivo pelo qual o trabalho é extraído de um fluido (vapor ou gás) em 
um conjunto de pás rotativas... como resultado, há uma queda de pressão da entrada para a 
saída e a energia mecânica é extraída da turbina.” 
 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. 
Trilha, 2016. 
 
 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos de potência de uma 
Máquina Térmica, pode-se afirmar que turbina a vapor apresenta algumas vantagens, como: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
possuir baixa velocidade de rotação. 
 
 
operação abrupta e alto índice de vibração. 
 
 
necessitar lubrificação externa. 
 
 
poder ser feita reversível. 
 
 
possuir alta relação potência/tamanho. 
 
Resposta correta 
 
Pergunta 9 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“Um ciclo de Rankine ideal é aquele que fornece limite superior de eficiência de ciclo desde 
que não haja perdas. Na análise do ciclo Rankine é útil considerar que o rendimento depende 
da temperatura média na qual o calor é fornecido e da temperatura média na qual o calor é 
rejeitado.” 
 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª 
Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
 
 
Considerando essas afirmações e com base nos estudos dos efeitos da variação de pressão e 
temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere um ciclo básico de potência a vapor, 
operando segundo o diagrama T-s. 
 
IMAG_UN1_QTS14.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo. Ed. 
Trilha, 2016. (Adaptado) 
 
 
 
Analisando o ciclo segundo os estados 1-2-3-4 e suas entalpias nos dispositivos do sistema: h 
subscript 1 = 192 kJ/kg, h subscript 2 = 204 kJ/kg, h subscript 3 = 2.780 kJ/kg e h subscript 4 = 
2.060 kJ/kg, podemos afirmar que o calor, em [kJ/kg] rejeitado pelo fluido de trabalho no 
condensador, é: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
1668 [kJ/kg]. 
 
 
2536 [kJ/kg]. 
 
 
1868 [kJ/kg]. 
 
Resposta correta 
 
680 [kJ/kg]. 
 
 
1245 [kJ/kg]. 
 
 
Pergunta 10 
1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
 
 
“A máquina térmica ideal é a de Carnot por estar associada, por assim dizer, a um princípio 
variacional, e por ser a máquinaque maximiza os ganhos, ou seja, o trabalho que pode ser 
extraído sem alterar a entropia do universo. A máquina de Carnot tem um atributo a mais 
sobre qualquer outra máquina reversível por fixar um limite à rentabilidade, quer dizer, há um 
limite máximo por ciclo para extração de trabalho sem comprometer a reversibilidade do 
processo, sem degradar energia útil.” 
 
Fonte: OLIVEIRA, P.M.C. de; DECHOUM, K. Facilitando a compreensão da segunda lei da 
termodinâmica. Rev. Bras. Ensino Fís., São Paulo, v. 25, n. 4, pp. 359-363, Dec. 2003. 
Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-
11172003000400004&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 29 jan. 2020. 
 
 
 
Considerando essas informações e o estudado dos ciclos de potência a vapor, observe a figura 
a seguir, na qual 2[kg/s] de vapor entra em uma turbina adiabática operando em regime 
permanente num ciclo Rankine ideal de potência. 
 
IMAG_UN1_QTS10.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo. Ed. 
Trilha, 2016. (adaptado). 
 
 
 
Admitindo que haja uma diferença de entalpia entre as seções de entrada e saídaleft 
parenthesis h subscript 1 space minus space h subscript 2 right parenthesis = 900 kJ/kg e 
velocidade fraction numerator large v subscript 2 superscript 2 minus large v subscript 1 
superscript 2 over denominator 2 end fraction = 1,5 kJ/kg, podemos afirmar que a taxa de 
transferência de calor em [kW], entre a turbina e a vizinhança é de: 
 
Ocultar opções de resposta 
 
-797. 
 
Resposta correta 
 
-1800. 
 
 
-30. 
 
 
-2102. 
 
 
-670. 
 
 
 
.... 
 
1. Leia o trecho a seguir: 
 
“O ciclo com reaquecimento foi desenvolvido para tirar vantagem do 
aumento de rendimento provocado pela utilização de pressões mais altas e 
evitando que a umidade seja excessiva nos estágios de baixa pressão da 
turbina... A característica singular desse ciclo é que o vapor, primeiramente, 
expande até uma pressão intermediária na turbina. Ele, então, é reaquecido 
na caldeira e novamente expande na turbina até a pressão de saída.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
Considerando essas informações e o estudo do ciclo Rankine combinado, 
podemos afirmar que uma das características da caldeira com dispositivo 
de queima suplementar é: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
uso preferencial de combustíveis líquidos, principalmente em 
usinas termelétricas a gás natural. 
2. 
aumento da temperatura e/ou disponibilidade energética do 
gás, visando a atender a demanda de vapor. 
Resposta correta 
3. 
aumento das áreas das superfícies de troca de calor. 
4. 
controle da temperatura de subaquecimento. 
5. 
existência de queimadores concentrados em um ponto na área 
de passagem do gás. 
2. Pergunta 2 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Desde a antiguidade, fatos históricos relatam o uso de máquinas que 
utilizavam o calor como fonte de energia para, de alguma forma, promover 
o desenvolvimento da humanidade e a Segunda Lei da Termodinâmica é o 
princípio que rege o funcionamento destas máquinas. O grande salto no 
desenvolvimento destas máquinas se deu por volta do século XIX com o 
advento da Revolução Industrial, impulsionando sua inserção na indústria e 
transporte.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
- São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (adaptado). 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos 
motores a vapor, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, é correto 
afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
uma Máquina Térmica sempre rejeita parte do calor retirado da 
fonte quente para a fonte fria. 
Resposta correta 
2. 
uma Máquina Térmica pode ter um rendimento de até 100%. 
3. 
uma Máquina Térmica sempre será capaz de converter todo o 
calor retirado de uma fonte quente em trabalho. 
4. 
uma Máquina Térmica possui um ciclo cujo calor retirado da 
fonte quente é sempre igual à soma do trabalho e do calor 
rejeitado para a fonte fria. 
5. 
uma Máquina Térmica obedece ao fluxo de calor sempre da 
fonte fria para a fonte quente. 
3. Pergunta 3 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Conforme proclamado pela Segunda Lei da Termodinâmica, o dispositivo 
de Carnot é um ciclo fictício. Refere-se apenas a um parâmetro para 
verificar se uma máquina térmica é possível de existir.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
- São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando essas informações e o conceito de Máquinas Térmicas 
segundo o ciclo de motores a vapor, podemos afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e 
rejeita parte desse calor para uma fonte fria. 
Resposta correta 
2. 
sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento 
seja 100%. 
3. 
na máquina térmica, o calor se propaga da fonte fria para a 
fonte quente. 
4. 
somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria 
possível a uma certa máquina térmica converter integralmente 
calor em trabalho. 
5. 
qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte 
quente. 
4. Pergunta 4 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Diversos aquecedores de água de alimentação e um ou dois reaquecedores, 
necessários para evitar a condensação nas pás traseiras da turbina, podem 
ser utilizados na usina. A pressão de extração para cada aquecedor é em 
geral selecionada para que as temperaturas de saturação sejam igualmente 
espaçadas. A redução no fluxo de massa, após o vapor extraído ser 
alimentado no aquecedor, resulta em uma produção menor de potência pela 
turbina. No entanto, aumenta-se a eficiência do ciclo em razão da redução 
da energia necessária pela caldeira”. 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
IMAG_UN1_QTS16.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª 
Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre 
termodinâmica, podemos afirmar que a imagem apresenta um ciclo de: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
Stirling, empregado em motores alternativos. 
2. 
Stirling, empregado em turbinas a gás. 
3. 
Rankine com reaquecimento, empregado em turbinas a gás. 
4. 
Rankine regenerativo, empregado em turbinas a vapor. 
Resposta correta 
5. 
Brayton, empregado em motores alternativos. 
5. Pergunta 5 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Turbinas a vapor são dispositivos das máquinas térmicas amplamente 
utilizadas em ciclos de potência, como nos ciclos de Rankine e são capazes 
de converter trabalho mecânico em energia elétrica”. 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
Em relação às turbinas a vapor, considerando os assuntos estudados nos 
ciclos de potência a vapor, analise as afirmativas a seguir: 
 
I. Em turbinas de reação, a pressão de vapor na entrada dos canais 
formados pelas palhetas é menor ou igual à pressão na saída. 
 
II. Nas turbinas de ação, o vapor é parcialmente expandido em uma ou mais 
boquilhas fixas, antes de atingir as pás do rotor. 
 
III. O expansor é um órgão essencial, pois é onde a energia de pressão do 
vapor se transforma em energia cinética. 
 
IV. Nas turbinas a geração de energia se faz pela conversão de calor em 
trabalho. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I e II. 
2. 
I e III. 
3. 
III e IV. 
Resposta correta 
4. 
II e III. 
5. 
II e IV. 
6. Pergunta 6 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“A sustentabilidade de energia é essencial para o futuro do ser humano. 
Sem energia, não existe economia. Os problemas com sustentabilidade de 
recursos de água e produção de alimentos podem estar diretamente ligados 
à disponibilidade de energia”. 
Fonte: KROOS, K.A.;POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando as informações apresentadas e o conteúdo estudado sobre os 
efeitos da variação da pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, 
considere o ciclo de Rankine ideal ilustrado a seguir 
IMAG_UN1_QTS15.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
- São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (Adaptado). 
 
Admitindo que o calor rejeitado no condensador, em módulo, é cerca de 
1.950 kJ/kg, e o calor recebido pela caldeira corresponde, em módulo, a 
3.000 kJ/kg, podemos afirmar que o rendimento estimado do ciclo 
corresponde a: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
28,6%. 
2. 
35,0%. 
Resposta correta 
3. 
45,0%. 
4. 
25,4%. 
5. 
30,8%. 
7. Pergunta 7 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“As usinas termelétricas geram eletricidade a partir de turbinas movidas a 
vapor. O ciclo de Rankine é um ciclo termodinâmico ideal que pode ser 
utilizado para modelar, de forma simplificada, uma usina termelétrica. A 
figura abaixo mostra de forma esquemática os elementos básicos de um 
ciclo de Rankine simples ideal.” 
IMAG_UN1_QTS13.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (Adaptado). 
 
Considerando o que foi estudado no ciclo Rankine e o fato de algumas 
usinas termelétricas que utilizam turbinas a vapor se encontrarem 
próximas a grandes reservatórios de água, como rios e lagos, analise as 
afirmativas a seguir: 
 
I. O ciclo de Rankine simples mostrado prevê a reutilização da energia 
rejeitada no condensador e, por isso, tem rendimento comparável ao de um 
ciclo de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas. 
 
II. A instalação de algumas usinas próximas a grandes rios se dá devido à 
necessidade de remover calor do ciclo, pela transferência de calor que 
ocorre no condensador, porém, com implicações ao meio ambiente. 
 
III. Em usinas que utilizam combustíveis fósseis, o vapor gerado na caldeira 
é contaminado pelos gases da combustão e não é reaproveitado no ciclo, 
sendo mais econômico rejeitá-lo, causando impacto ambiental. 
 
IV. Entre as termelétricas, as usinas nucleares são as únicas que não causam 
Impacto ambiental, exceto pela necessidade de se armazenar o lixo nuclear 
gerado. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
III e IV. 
2. 
I e IV. 
3. 
II e IV. 
4. 
I e II. 
Resposta correta 
5. 
I e III. 
8. Pergunta 8 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Uma turbina é um dispositivo pelo qual o trabalho é extraído de um fluido 
(vapor ou gás) em um conjunto de pás rotativas... como resultado, há uma 
queda de pressão da entrada para a saída e a energia mecânica é extraída da 
turbina.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos de 
potência de uma Máquina Térmica, pode-se afirmar que turbina a vapor 
apresenta algumas vantagens, como: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
possuir baixa velocidade de rotação. 
2. 
operação abrupta e alto índice de vibração. 
3. 
necessitar lubrificação externa. 
4. 
poder ser feita reversível. 
5. 
possuir alta relação potência/tamanho. 
Resposta correta 
9. Pergunta 9 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Um ciclo de Rankine ideal é aquele que fornece limite superior de 
eficiência de ciclo desde que não haja perdas. Na análise do ciclo Rankine é 
útil considerar que o rendimento depende da temperatura média na qual o 
calor é fornecido e da temperatura média na qual o calor é rejeitado.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
Considerando essas afirmações e com base nos estudos dos efeitos da 
variação de pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere 
um ciclo básico de potência a vapor, operando segundo o diagrama T-s. 
IMAG_UN1_QTS14.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo. Ed. Trilha, 2016. (Adaptado) 
 
Analisando o ciclo segundo os estados 1-2-3-4 e suas entalpias nos 
dispositivos do sistema: = 192 kJ/kg, = 204 kJ/kg, = 2.780 
kJ/kg e = 2.060 kJ/kg, podemos afirmar que o calor, em [kJ/kg] 
rejeitado pelo fluido de trabalho no condensador, é: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
1668 [kJ/kg]. 
2. 
2536 [kJ/kg]. 
3. 
1868 [kJ/kg]. 
Resposta correta 
4. 
680 [kJ/kg]. 
5. 
1245 [kJ/kg]. 
10. Pergunta 10 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“A máquina térmica ideal é a de Carnot por estar associada, por assim dizer, 
a um princípio variacional, e por ser a máquina que maximiza os ganhos, ou 
seja, o trabalho que pode ser extraído sem alterar a entropia do universo. A 
máquina de Carnot tem um atributo a mais sobre qualquer outra máquina 
reversível por fixar um limite à rentabilidade, quer dizer, há um limite 
máximo por ciclo para extração de trabalho sem comprometer a 
reversibilidade do processo, sem degradar energia útil.” 
Fonte: OLIVEIRA, P.M.C. de; DECHOUM, K. Facilitando a compreensão da 
segunda lei da termodinâmica. Rev. Bras. Ensino Fís., São Paulo, v. 25, n. 4, 
pp. 359-363, Dec. 2003. Disponível em: 
<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-
11172003000400004&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 29 jan. 2020. 
 
Considerando essas informações e o estudado dos ciclos de potência a 
vapor, observe a figura a seguir, na qual 2[kg/s] de vapor entra em uma 
turbina adiabática operando em regime permanente num ciclo Rankine 
ideal de potência. 
IMAG_UN1_QTS10.JPG 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. 
São Paulo. Ed. Trilha, 2016. (adaptado). 
 
Admitindo que haja uma diferença de entalpia entre as seções de entrada e 
saída = 900 kJ/kg e velocidade = 1,5 kJ/kg, podemos afirmar que a 
taxa de transferência de calor em [kW], entre a turbina e a vizinhança é de: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
-797. 
Resposta correta 
2. 
-1800. 
3. 
-30. 
4. 
-2102. 
5. 
-670.