Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos - T 20231 A - AOL2

Prévia do material em texto

Módulo A - 132203 . 7 - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos - T.20231.A 
Avaliação On-Line 2 (AOL 2) - Questionário 
10/10 
Conteúdo do exercício 
Conteúdo do exercício 
1. Pergunta 1 
1/1 
Sistemas de refrigeração são formados por diversos componentes. Entre eles, 
destacam-se o conjunto motobomba, o evaporador, o condensador e a caldeira. Cada 
parte do sistema apresenta uma forma de funcionamento, sendo todas de vital 
importância para o sistema e interconectadas entre si. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os sistemas de 
refrigeração, pode-se afirmar que o dispositivo de expansão, em um sistema de 
refrigeração, está conectado, ao mesmo tempo, no: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
condensador e evaporador. 
Resposta correta 
2. 
compressor e condensador 
3. 
evaporador e acumulador de frio. 
4. 
condensador e acumulador de frio. 
5. 
compressor e evaporador. 
2. Pergunta 2 
1/1 
O objetivo principal de um sistema de refrigeração é a remoção de calor de um 
ambiente, que deverá manter-se refrigerado, enviando esse calor para uma fonte 
quente, que geralmente é o meio. Define-se, portanto, o desempenho de um sistema de 
refrigeração como a razão entre a quantidade de calor trocada do sistema para o meio 
pelo trabalho desenvolvido para realizar essa troca. 
Considere um ciclo de refrigeração que utiliza freon-12 como fluido de trabalho. Sabe-
se que o calor transferido do freon-12 durante o processo de compressão é de 5 kJ/kg, 
enquanto o calor trocado no evaporador e o trabalho no compressor valem 110 kJ/kg e 
70 kJ/kg, respectivamente. Considerando essas informações e os conteúdos estudados 
sobre o ciclo de Carnot, é correto afirmar que o coeficiente de desempenho desse ciclo 
é igual a: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
1,571. 
Resposta correta 
2. 
1,692. 
3. 
0,071. 
4. 
0,636. 
5. 
1,467. 
3. Pergunta 3 
1/1 
É praxe das ciências exatas utilizar sistemas ideais para, a partir deles, desenvolver 
estudo, previsão e modelagem de sistemas reais. Quando se trata de ciclos 
termodinâmicos ou frigoríficos, um dos mais comuns é o ciclo de Carnot. Esse ciclo 
opera entre duas temperaturas, apresentando a maior eficiência. Esse fato implica que 
qualquer ciclo real operando entre os mesmos níveis do Ciclo de Carnot apresentará 
eficiência menor que ele. 
O diagrama a seguir apresenta o ciclo de Carnot de um motor a vapor: 
 
Fonte: BOETTNER, Daisie D.; MORAN, Michael J.; SHAPIRO, Howard N. Fundamentals 
of engineering thermodynamics: SI version. 5. ed. Nova Jersey: Wiley, 2014, p.455. 
(Adaptado). 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre a teoria do ciclo de 
Carnot, pode-se afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
o rendimento de máquinas térmicas em ciclos de Carnot é sempre 
inferior ao rendimento de máquinas em condições reais, isso se deve ao 
fato do ciclo de Carnot não existir, de fato, em situações práticas. 
2. 
o processo 1-2 é um processo em pressão constante, o que se deve pelo 
fato de o fluido de trabalho estar, nesse processo, na condição de vapor 
supersaturado. 
3. 
o processo 2-3 é um processo isovolumétrico ou isocórico, ou seja, não 
existe, nesse processo, variação no volume do fluido. Isso se deve pelo 
fato do fluido de trabalho estar na condição de vapor. 
4. 
o trabalho realizado pelo ciclo de Carnot é a diferença entre a quantidade 
de calor obtido da fonte quente e a quantidade de calor trocada com a 
fonte fria em módulo. 
Resposta correta 
5. 
o ciclo de Carnot se apresenta como alternativa viável para análise e/ou 
estudo de sistemas térmicos, pois trata-se de uma situação bastante 
específica, em que um sistema opera entre duas temperaturas, sem 
nenhum tipo de perda. 
4. Pergunta 4 
1/1 
Fluidos refrigerantes são utilizados em todos os sistemas de refrigeração. A escolha 
desses fluidos de refrigeração é determinada pela necessidade e aplicação de cada 
sistema. Um dos mais utilizados é a água, tanto pelo seu caráter atóxico como pelo seu 
baixo custo. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os fluidos 
refrigerantes, é correto afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
os CFC’s foram e ainda são muito utilizados nos sistemas de refrigeração 
pela sua estabilidade química e seu caráter atóxico, mesmo causando 
agressão à camada de ozônio. 
2. 
apesar de estarem sendo substituídos pelos HFC’s, os CFC’s, ainda são 
considerados importantes na indústria de sistemas de refrigeração, 
sendo ainda muito utilizados em sistemas de refrigeração industrial. 
3. 
os CFC’s foram e ainda são alvo de tratados internacionais que sugerem a 
utilização de outros fluidos refrigerantes, por este ser um grande 
agressor à camada de ozônio. 
Resposta correta 
4. 
os CFC’s estão sendo gradativamente substituídos pelos HFC’s, que são 
fluidos refrigerantes que substituem os átomos de Cloro por átomos de 
amônia, sendo menos agressivos à camada de Ozônio. 
5. 
a água é muito utilizada como fluido refrigerante por não se tratar de um 
CFC, por ser atóxica e de baixo custo, mesmo que sua utilização cause 
extrema corrosão nas tubulações. 
5. Pergunta 5 
1/1 
Um sistema de refrigeração por compressão de vapor que opere em ciclo real entre 
duas temperaturas distintas terá sempre coeficiente de desempenho inferior ao 
mesmo sistema, operando em ciclo de Carnot, uma vez que esse é um ciclo ideal. 
Suponha um sistema de refrigeração que opera em ciclo de Carnot trabalhando entre a 
região quente de 26 ºC e a região fria em 0ºC. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos de 
refrigeração e o coeficiente de desempenho, é correto afirmar que o coeficiente de 
desempenho desse ciclo de refrigeração de Carnot é igual a: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
8,6. 
2. 
7,5. 
3. 
10,5. 
Resposta correta 
4. 
8,0. 
5. 
5,5. 
6. Pergunta 6 
1/1 
O projeto de sistemas de refrigeração por compressão de vapor é composto por 
diversas escolhas baseadas em parâmetros técnicos. Por exemplo, escolher o fluido de 
trabalho adequado, baseando-se em critérios como a estabilidade química do fluido, 
seu custo, entre outros. Além disso, é necessário fazer escolhas eficientes, 
considerando o calor trocado no evaporador e o módulo do trabalho do compressor e 
observando o melhor coeficiente de desempenho. 
Determinado técnico possui duas possibilidades de equipamento para o seu projeto 
com os seguintes parâmetros: 1) calor trocado no evaporador de 250 kJ e trabalho 
desenvolvido de 125 kJ e 2) calor trocado no evaporador de 150 kJ e trabalho 
desenvolvido de 100 kJ. Considerando essas informações e os conteúdos estudados 
sobre os ciclos de refrigeração, é correto afirmar que esse técnico deverá optar pelo 
primeiro sistema, pois: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
no primeiro sistema, o coeficiente de desempenho do sistema de 
refrigeração é igual a 2, sendo maior que o coeficiente de desempenho do 
segundo sistema. 
Resposta correta 
2. 
no primeiro sistema, o coeficiente de desempenho do sistema de 
refrigeração é igual a 2, sendo menor que o coeficiente de desempenho 
do segundo sistema. 
3. 
no primeiro sistema o coeficiente de desempenho do sistema de 
refrigeração é igual a 3, sendo maior que o coeficiente de desempenho do 
segundo sistema. 
4. 
no primeiro sistema o coeficiente de desempenho do sistema de 
refrigeração é igual a 2,5, sendo maior que o coeficiente de desempenho 
do segundo sistema. 
5. 
no primeiro sistema, o coeficiente de desempenho do sistema de 
refrigeração é igual a 5, sendo maior que o coeficiente de desempenho do 
segundo sistema. 
7. Pergunta 7 
1/1 
Sabe-se que um dos parâmetros para o cálculo da eficiência de um sistema de 
refrigeração por compressão de vapor é conhecido como coeficiente de desempenho 
ou coeficiente de performance. Esse coeficiente é definido como a razão entre a 
quantidade de calor retirada do ambiente refrigeradoe o trabalho líquido necessário 
para a retirada desse calor. Considere, portanto, um sistema que tem a capacidade de 
retirar 5 kJ de um reservatório frio, cedendo 8 kJ para a fonte quente. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos de 
refrigeração, é correto afirmar que o coeficiente de desempenho desse sistema é: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
5/8. 
2. 
2/5. 
3. 
1 
4. 
5/3. 
Resposta correta 
5. 
4/3. 
8. Pergunta 8 
1/1 
A figura a seguir apresenta o ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor. 
Sendo o mais utilizado em equipamentos frigoríficos para “produção” de frio, ou seja, 
redução da temperatura no interior de determinado recipiente ou ambiente. 
Normalmente, o processo de troca de calor ocorre por intermédio do componente 
chamado de evaporador, que resfria o ar ou outro fluido que circula pelo recipiente ou 
ambiente refrigerado pela ação de um elemento ventilador. 
 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados a respeito do ciclo de 
refrigeração por compressão de vapor, analise as afirmativas a seguir. 
I. O processo 1-2 ocorre no compressor. Trata-se de um processo isotérmico, ou seja, o 
fluido é comprimido pelo compressor em temperatura constante. 
II. O processo 2-3 ocorre no condensador. Trata-se de um processo de rejeição de calor 
do refrigerante para o meio em pressão constante. 
III. O processo 3-4 ocorre no condensador. Trata-se de uma expansão irreversível à 
entalpia constante. 
IV. O processo 4-1 ocorre é um processo isobárico, ou seja, trata-se de um processo 
onde não ocorre variação de pressão. 
Está correto o que se afirma apenas em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I e II. 
2. 
II e IV. 
Resposta correta 
3. 
I e IV. 
4. 
II e III. 
5. 
III e IV. 
9. Pergunta 9 
1/1 
Existe uma grande diferença entre ciclos termodinâmicos ideais e ciclos 
termodinâmicos reais. Sabe-se que, quando determinado sistema opera em condições 
ideais, várias considerações deverão ser observadas, como a não perda de calor por 
atrito ou troca com outros componentes do sistema. 
Observe o diagrama de um ciclo ideal a seguir: 
 
Fonte: BOETTNER, Daisie D.; MORAN, Michael J.; SHAPIRO, Howard N. Fundamentals 
of engineering thermodynamics: SI version, 5. ed. Nova Jersey: Wiley, 2014, p.455. 
(Adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre ciclos de refrigeração, 
analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e F 
para a(s) falsa(s). 
I. ( ) O processo 4-1 corresponde à passagem do fluido de trabalho através da caldeira, 
onde ocorre uma expansão isotérmica. 
II. ( ) No processo 1-2, o fluido de trabalho entra na turbina no estado de líquido 
saturado, onde irá passar por um processo de expansão adiabática. 
III. ( ) No processo 2-3, o fluido de trabalho, correspondente a uma mistura de líquido 
mais vapor, passa pelo condensador, sofrendo uma compressão isotérmica. 
IV. ( ) No processo 3-4, o fluido constituído apenas por vapor saturado entra na bomba, 
passando por um processo de compressão adiabática, até atingir o estado de líquido 
saturado. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
F, V, F, V. 
2. 
V, V, F, F. 
3. 
V, F, V, F. 
Resposta correta 
4. 
V, V, V, F. 
5. 
V, F, F, V. 
10. Pergunta 10 
1/1 
Os refrigeradores são máquinas térmicas que bombeiam calor de uma região para 
outra com o objetivo de viabilizar processos, conservar produtos e propiciar conforto 
térmico. Geralmente, esse calor é transferido de uma fonte fria para uma fonte quente, 
havendo, assim, a necessidade de se realizar trabalho. Parte essencial do 
funcionamento dos sistemas de refrigeração são os fluidos de trabalho. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre fluidos de trabalho, é 
correto afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
atoxidade não é uma questão primária na escolha de um fluido 
refrigerante, deve-se, primeiro, verificar se ele apresenta condições de 
favorecimento à corrosão das tubulações, pois isso sim causa impactos 
ambientais grandes. 
2. 
sistemas compostos por fluidos da classe HFC devem ser substituídos por 
fluidos da classe CFC, o que ocorre porque os fluidos da classe HFC são 
destrutivos à camada de ozônio. 
3. 
o fluido refrigerante gás butano possibilita maior rendimento que o gás 
Freon nos refrigeradores domésticos. O gás Freon, apesar de ser um CFC, 
ainda é frequentemente utilizado. 
4. 
os fluidos de trabalho mais utilizados são os CFC’s (cloro-flúor-carbono). 
Esses estão, aos poucos, substituindo a utilização de outros fluidos por 
serem baratos e de fácil obtenção, além de serem não-tóxicos. 
5. 
atoxidade, alto calor de vaporização e baixo calor específico no estado 
líquido são propriedades físicas e químicas desejáveis no fluido 
refrigerante, inclusive, alguns fluidos estão sendo substituídos por serem 
tóxicos. 
Resposta correta