QUESTIONÁRIO UNIDADE III -Termodinâmica Aplicada

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Revisar envio do teste: QUESTIONÁRIO UNIDADE III
TERMODINÂMICA APLICADA D65F_15302_R_20222 CONTEÚDO
Usuário WELLINGTON GREGORIO DA SILVA
Curso TERMODINÂMICA APLICADA
Teste QUESTIONÁRIO UNIDADE III
Iniciado 23/09/22 14:21
Enviado 05/10/22 09:26
Status Completada
Resultado da tentativa 4 em 4 pontos  
Tempo decorrido 283 horas, 5 minutos
Resultados exibidos Respostas enviadas, Perguntas respondidas incorretamente
Pergunta 1
Sabemos que na prática, na engenharia, tomar modelos reversíveis como referência
facilita a abordagem das máquinas e dispositivos reais, isto é, irreversíveis. A prática,
nesse caso, é considerar um parâmetro de e�ciência para os dispositivos, máquinas
ou processos reais. Em geral, podemos dizer que a e�ciência de uma máquina em
que ocorre um processo envolve uma comparação entre o desempenho real da
máquina, sob dadas condições, e o desempenho que ela teria num processo ideal. A
segunda lei é muito importante na de�nição desse processo ideal. A �gura, um
diagrama (T - s), mostra os estados típicos do vapor que escoa numa turbina. Em
nosso exemplo, pretende-se que uma turbina a vapor seja uma máquina adiabática.
A única transferência de calor é aquela inevitável que ocorre entre a turbina e o
ambiente. Veri�camos também que para uma determinada turbina a vapor, que
opera em regime permanente, o estado do vapor d’água que entra na turbina e a
pressão de saída apresentam valores �xos. Portanto, o processo ideal é isoentrópico
entre o estado na entrada e a pressão de saída da turbina. Entretanto, o processo
real na turbina é irreversível e, assim, a entropia do vapor na seção de descarga na
turbina (s) é maior que a entropia referente ao estado irreversível (ss).
Com base no texto e no que já foi visto em Termodinâmica Aplicada, é correto
a�rmar que:
UNIP BIBLIOTECAS MURAL DO ALUNOCONTEÚDOS ACADÊMICOS
0,4 em 0,4 pontos
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Resposta
Selecionada:
d.
De acordo com a �gura, o ponto de entrada está no estado de vapor
superaquecido, e o estado de saída real é também o de vapor
superaquecido.
Pergunta 2
Resposta Selecionada: e. 
É proposto a um estudante de Engenharia que, após estudar o conceito de variação
de entropia, resolvesse o seguinte problema: um mol de gás ideal inicialmente a
25°C e 1,0 atm de pressão que sofre um processo de compressão reversível
isotérmica de 0,5 atm até 1,0 atm. Calcule ΔS.
-5,76J/mol.K
Pergunta 3
Um equipamento para produzir potência utilizando energia sob a forma de calor
proveniente de um processo industrial a alta temperatura em conjunto com uma
entrada de vapor é apresentado na Figura. Todas as superfícies são bem isoladas,
exceto uma a 527°C, através da qual ocorre transferência de calor a uma taxa de
4,21 kW. Desprezando as variações de energia cinética e potencial, calcule a
potência teórica máxima que pode ser desenvolvida em kW. 
 
0,4 em 0,4 pontos
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Resposta Selecionada: a. 
 
  
 
9,87kW
Pergunta 4
Resposta Selecionada: b. 
A e�ciência isentrópica em equipamentos industriais como, por exemplo, turbinas,
compressores, bombas e bocais é um parâmetro de análise importante na
elaboração e análise de um projeto. É proposto a um engenheiro o seguinte
problema envolvendo esse conceito. Será necessário determinar a e�ciência
isentrópica de uma turbina que opera com vapor d’água a 500°C e 1000kPa, em
regime permanente, e é expandido até 10 kPa. A vazão mássica é de 1,8 kg/s e a
potência desenvolvida vale 1700 kW. As perdas de calor e os efeitos de energia
cinética e potencial podem ser desprezados. Escolha a alternativa que contém a
resposta aproximadamente correta.
92,8%
Pergunta 5
Resposta Selecionada: c. 
Uma usina de força a vapor é proposta para operar entre as pressões de 10 kPa e 2
MPa com uma temperatura máxima de 400°C. Determine a e�ciência máxima do
ciclo usando o conceito de estado isentrópico para a análise da turbina.
32,3%
Pergunta 6
0,4 em 0,4 pontos
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Resposta Selecionada: d. 
Vapor saturado entra em uma turbina a 8 MPa e no condensador encontra-se
líquido saturado a uma pressão de 0,008 Mpa, seguindo o modelo de Rankine. A
potência líquida de saída do ciclo é de 100 MW e a turbina e a bomba têm cada qual
e�ciência isentrópica de 85%. Determine para esse problema a e�ciência térmica.
31,4%
Pergunta 7
Resposta Selecionada: a. 
Água é o �uido de trabalho em um ciclo de Rankine ideal. Vapor superaquecido a
180 bar e 560°C entra na turbina de uma instalação de potência a vapor. A pressão
de saída é 0,06 bar, e o líquido deixa o condensador a 0,045 bar e 26°C. A pressão
aumenta para 182 bar através da bomba. A turbina e a bomba possuem e�ciências
térmicas de 82% e 77%, respectivamente. Para o ciclo, determine o trabalho líquido
por unidade de massa de vapor escoando, em kJ/Kg.
1175,1
Pergunta 8
Os engenheiros muitas vezes se deparam com resolução de problemas associados
às variações de propriedades termodinâmicas presentes no escoamento de
matérias. A entropia, assim como a massa e a energia, é uma propriedade extensiva,
pode ser transferida para dentro ou para fora de um volume de controle através do
escoamento de matéria. O balanço de entropia para um volume de controle pode
ser derivado de modo muito similar ao feito para a obtenção do balanço de energia
e de massa, partindo de um sistema fechado. Sendo assim, torna-se imperativo o
conhecimento do balanço das diversas propriedades presentes num escoamento.
São apresentadas algumas fórmulas para a de�nição do balanço de algumas
propriedades presentes em um escoamento em regime permanente, visando a
resolução de vários problemas termodinâmicos: 
  
 
 
 
Essas equações precisam, muitas vezes, ser resolvidas simultaneamente, junto com
equações que expressem relações entre as propriedades. Baseado no texto e nas
equações representadas, pode-se concluir que:  
I – A massa e a energia são quantidades que se conservam. A entropia, em geral, se
conserva em processos reversíveis. 
II – Para um processo adiabático, a taxa de entropia transferida para fora do volume
0,4 em 0,4 pontos
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Resposta Selecionada: d. 
de controle precisa exceder a taxa de entropia transferida para dentro do volume de
controle e, sendo assim, a diferença é a taxa de produção de entropia dentro do
volume de controle devido às irreversibilidades maiso somatório das taxas de
energia térmica trocadas no processo. 
III – Em um processo adiabático, se a taxa de entropia transferida para fora do
volume de controle for igual à taxa de entropia transferida para o volume de
controle não haverá a taxa de produção de entropia dentro do volume de controle
e, portanto, o processo será reversível. 
IV – A equação da energia para um bocal sofrendo um processo adiabático em
regime permanente pode ser reduzida para a relação entre as entalpias de entrada
e saída do bocal e a relação entre a diferença de energia cinética presente no
processo, desde que a diferença de energia potencial seja desconsiderada.
Os itens I, III e IV estão corretos.
Pergunta 9
A entropia de uma massa �xa pode variar devido à transferência de calor e
irreversibilidades. Porém, para processos internamente reversíveis e adiabáticos a
entropia não se altera, sendo conhecidos como processos isentrópicos ou
isoentrópicos. A operação de muitos sistemas ou dispositivos como bombas,
compressores, turbinas, bocais e difusores é essencialmente adiabática, sendo que
eles possuem melhor desempenho quando as irreversibilidades são minimizadas.
Portanto, o conhecimento do processo isentrópico é fundamento para estabelecer
melhorias para os processos reais, pois quanto mais próximo o processo real chegar
do processo isentrópico, melhor será o desempenho do dispositivo. A e�ciência
isentrópica é um parâmetro capaz de expressar quantitativamente o quão e�ciente
um dispositivo real se aproxima do idealizado. São mostradas as equações de
e�ciência isentrópica para os principais dispositivos usados em processos
termodinâmicos. Tais e�ciências são desenvolvidas a partir da equação da energia
para volume de controle, onde o subscrito r representa o processo real e s o
processo isentrópico: 
 
 
 
 
Com base no conhecimento de e�ciência isentrópica, veri�que as seguintes
a�rmações: 
I - A e�ciência isentrópica de uma bomba é a razão entre o trabalho resultante que
seria alcançado se o processo entre o estado de entrada e a pressão de saída fosse
isentrópico e o trabalho resultante real da turbina. 
II – A e�ciência isentrópica de um compressor e de uma bomba é a razão entre o
trabalho necessário para elevar a pressão de um gás até um valor especi�cado de
forma isentrópica e o trabalho de compressão real, e somente no caso da bomba
podemos relacionar o trabalho real apenas com a variação de pressão e o volume
de �uido presente no dispositivo. 
III – A e�ciência isentrópica em bocais é a razão entre a energia potencial real do
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Quarta-feira, 5 de Outubro de 2022 09h27min57s GMT-03:00
Resposta Selecionada: b. 
�uido na saída do bocal e a energia potencial na saída de um bocal isentrópico para
o mesmo estado de entrada e pressão de saída.
Os itens I e III estão corretos.
Pergunta 10
Resposta Selecionada: a. 
As irreversibilidades são inerentes a todos os processos reais, porém, para
conseguirmos uma melhor análise dessas irreversibilidades é aconselhável
estudarmos os dispositivos de maneira ideal, isto é, isentrópicos. Embora seja
inevitável alguma transferência de calor entre esses dispositivos e a vizinhança, em
muitos casos podemos considerá-los adiabáticos quando analisados esses
dispositivos em regime permanente. O grá�co mostra a expansão em uma turbina e
os efeitos das irreversibilidades.
Após uma análise do grá�co, conclui-se que: 
I - O parâmetro que expressa quantitativamente o quão e�ciente um dispositivo real
se aproxima de um dispositivo idealizado é a e�ciência isentrópica ou adiabática.
Portanto, quanto mais próximo o processo real seguir o processo isentrópico
idealizado, melhor será o desempenho do dispositivo. 
II - E�ciência isentrópica envolve a comparação entre o desempenho real de um
dispositivo e o desempenho que esse mesmo dispositivo teria se operasse em
condições idealizadas para o mesmo estado na entrada e a mesma pressão na
saída. 
III - A e�ciência isentrópica é de�nida de forma única para todos os dispositivos,
uma vez que cada dispositivo é concebido para executar um processo adiabático. 
Com base no texto e no grá�co apresentado é correto a�rmar que:
Os itens I e II estão corretos.
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