TERMODINÂMICA APLICADA D65F_15302_R_20222 Questionário 1

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· Pergunta 1
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	
Analise de acordo com os Princípios da Termodinâmica e os ciclos de potência as seguintes expressões:
 
I – O professor da disciplina de ar condicionado decidiu mostrar o funcionamento aos alunos colocando o aparelho em funcionamento sobre a mesa da sala de aula. Estando as portas e as janelas fechadas e desconsiderando a troca térmica da sala com a parte externa, após alguns minutos, a sala estará refrigerada.
II – Supondo que se deseje produzir potência mecânica em uma máquina térmica, que queime um combustível fóssil e opere com uma eficiência de 50%; para que essa máquina opere, a taxa de calor obtido pela queima do combustível será igual ou menor do que o valor da potência mecânica a ser produzida.
III – Na Termodinâmica, a irreversibilidade está diretamente relacionada aos processos reais.
Podemos dizer que expressões I, II e III estão, respectivamente:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
Incorreta; incorreta; correta.
	
	
	
· Pergunta 2
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	O funcionamento correto dos ciclos termodinâmicos envolve a transferência de calor entre dois reservatórios térmicos com diferentes temperaturas, pois somente por meio desse gradiente é que teremos deslocamento de energia térmica. De acordo com as leis da física, esse deslocamento segue o decréscimo do gradiente, isto é, a energia térmica sempre será transferida do reservatório de maior temperatura para o de menor, nunca ao contrário. Dentre os ciclos termodinâmicos, podemos destacar os de refrigeração que são utilizados em equipamentos como refrigeradores, condicionadores de ar e bombas de calor. Esses ciclos são capazes de promover a troca térmica de calor no sentido contrário.
Com base nos ciclos de refrigeração, analise as seguintes afirmações:
I – Os ciclos termodinâmicos de refrigeração são inviáveis na prática, pois violam as leis da física.
II – Os ciclos termodinâmicos de refrigeração são capazes de promover a troca térmica entre o reservatório frio e o reservatório quente devido à remoção de energia mecânica.
III – De acordo com a Lei de Conservação da Energia, da Primeira Lei da Termodinâmica, a quantidade de energia mecânica adicionada em um ciclo é usada para retirar calor de um reservatório de baixa temperatura e transportar esse calor para um reservatório de alta temperatura.
 
Das afirmações, podemos dizer que estão corretas:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
Somente III.
	
	
	
· Pergunta 3
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Em relação a 1ª e a 2ª Leis da Termodinâmica, analise as afirmações a seguir.
I - A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece que a variação de energia interna em um sistema é igual à diferença entre o calor e o trabalho no eixo realizado.
II - Em um ciclo termodinâmico para transformação de calor em trabalho, o calor absorvido e o trabalho realizado são grandezas numericamente iguais, obedecendo ao princípio da conservação da energia.
III - De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, é inviável a realização de um ciclo termodinâmico capaz de transferir calor de um ambiente à baixa temperatura para um ambiente a uma temperatura mais elevada.
IV - A entropia é uma função de estado cuja variação diferencial pode ser caracterizada por meio da razão entre o calor trocado e a temperatura, ao longo de um processo.
 
São corretas apenas as afirmativas:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
I e IV.
	
	
	
· Pergunta 4
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Pela circulação em regime permanente de um refrigerante a uma baixa temperatura através de passagem nas paredes do compartimento do congelador, um refrigerador mantém o compartimento do congelador a temperatura -5 °C (268K) quando a temperatura do ar que circunda o refrigerador é de 22 °C (298K). A taxa de transferência de calor entre o compartimento do congelador e o fluido refrigerante é de 800 kJ/h e a potência de entrada necessária para operar o refrigerador é de 3200 kJ/h. Determine o coeficiente de desempenho do refrigerador (COP).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
2,5.
	
	
	
· Pergunta 5
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Um ciclo de refrigeração possuindo um coeficiente de desempenho de 3 mantém um laboratório a 18 °C em um dia em que a temperatura exterior é de 30 °C. A carga térmica em regime permanente consiste na energia entrando através das paredes e janelas a uma taxa de 30.000 kJ/h e dos ocupantes do laboratório a uma taxa de 6.000kJ/h. Determine a potência necessária para esse ciclo e compare com a potência mínima teórica requerida por qualquer ciclo de refrigeração operando sob essas condições, ambas em kW.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
3,33kW e 0,41kW.
	
	
	
· Pergunta 6
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Acerca do assunto irreversibilidades dos sistemas é correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
As análises envolvem somente as irreversibilidades externas porque somente elas são relevantes e afetam o sistema.
	
	
	
· Pergunta 7
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Um ciclo de potência opera entre um reservatório à temperatura T e um reservatório a uma temperatura mais baixa, a 280K. Em regime permanente, o ciclo desenvolve 40kW de potência enquanto rejeita 16,67kW de energia por transferência de calor para o reservatório frio. Determine o valor mínimo da temperatura T:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
932K.
	
	
	
· Pergunta 8
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Um fluido refrigerante circula em um ciclo de refrigeração através de passagem nas paredes do compartimento do congelador. O refrigerador mantém o compartimento do congelador a temperatura -5 °C, enquanto a temperatura do ar que circunda o refrigerador é de 22 °C. A taxa de transferência de calor entre o compartimento do congelador e o fluido refrigerante é de 8000 kJ/h e a potência de entrada necessária para operar o refrigerador é de 3200 kJ/h. Determine o coeficiente de desempenho (COP).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
2,5.
	
	
	
· Pergunta 9
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Um fluido refrigerante circula em um ciclo de refrigeração através de passagem nas paredes do compartimento do congelador. O refrigerador mantém o compartimento do congelador a temperatura -5 °C, enquanto a temperatura do ar que circunda o refrigerador é de 22 °C. A taxa de transferência de calor entre o compartimento do congelador e o fluido refrigerante é de 800 kJ/h e a potência de entrada necessária para operar o refrigerador é de 3200 kJ/h. Determine o coeficiente de desempenho máximo (β máx.).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
9,9.
	
	
	
· Pergunta 10
0,3 em 0,3 pontos
	
	
	
	Considerando os conceitos aprendidos sobre máquinas térmicas e a 2ª Lei da Termodinâmica, analise as proposições a seguir.
 
I – Máquinas térmicas são dispositivos usados para converter energia mecânica em energia térmica com consequente realização de trabalho.
II – O enunciado da 2ª Lei da Termodinâmica, proposto por Clausius, afirma que o calor não passa espontaneamente de um corpo frio para um corpo mais quente, a não ser forçado por um agente externo como é o caso do refrigerador.
III – É possível construir uma máquina térmica que, operando em transformações cíclicas, tenha como único efeito transformar completamente em trabalho a energia térmica de uma fonte quente.
IV – Nenhuma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixadas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas.
 
Escolha a alternativa que contenha a resposta correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
II e IV.