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AVA - ENERGIA TERMICA - QUESTIONÁRIO UNIDADE I Pergunta 1 0,3 em 0,3 pontos Analise as afirmações a seguir: I. O vapor proveniente da Caldeira possui valores de T e P elevados, porém se expande através da turbina para produzir trabalho e então é descarregado no condensador com uma pressão relativamente mais baixa. II. No condensador há transferência de calor do vapor para a água de arrefecimento escoando em uma corrente separada. III. No condensador o vapor se condensa e a temperatura da água de arrefecimento diminui. IV. O fluido de trabalho completa um ciclo quando o líquido que sai da bomba, denominado água de alimentação da caldeira, é aquecido sempre até a saturação. Resposta Selecionada: c. Somente as afirmações I e II estão corretas. Pergunta 2 0,3 em 0,3 pontos A maioria das instalações de geração de eletricidade consiste em variações de instalações de potência a vapor nas quais a água é o fluido de trabalho. É correto afirmar que o foco das condições a serem analisadas está relacionada: Resposta Selecionada: d. Conversão de energia na forma de Calor em Trabalho. Pergunta 3 0,3 em 0,3 pontos Leia com atenção as definições a seguir e escolha a resposta correta. Resposta Selecionada: b. Um aumento na pressão da caldeira no ciclo de Rankine ideal tende a aumentar a eficiência térmica. Pergunta 4 0,3 em 0,3 pontos Usinas nucleares, termoelétricas, geotérmicas etc. geram eletricidade através do movimento de turbinas por vapor d’água. Uma modelagem simplificada desses ciclos pode ser feita a partir das equações do modelo Rankine Ideal, mas diversas outras melhorias podem ser incrementadas para que se obtenha o melhor rendimento. A figura ao lado mostra o esquema simplificado de um ciclo Rankine Ideal para orientar o aluno na análise das afirmações a seguir. I – Ciclos Ideais não preveem a reutilização da energia térmica rejeitada no condensador, mas esse reaproveitamento poderia ser uma maneira de se aumentar a eficiência do ciclo. II – A remoção de calor do ciclo no condensador é um problema relativamente sério nas indústrias de potência, pois são geralmente feitas com a passagem de água que depois não AVA - ENERGIA TERMICA - QUESTIONÁRIO UNIDADE I pode ser diretamente descartada em rios ou mares porque a energia térmica que ela carrega pode afetar o equilíbrio do bioma (biodiversidade e meio ambiente) da região. III – Como em todo ciclo de potência, a água usada internamente para a movimentação do ciclo não sofre contaminação, podendo assim ser reutilizada. IV – Ciclos de potência são excelentes sistemas geradores de energia mesmo havendo a liberação de energia térmica não aproveitada e seu rendimento pode chegar a 90% em ciclos ideais. É correto o que se afirma em: Resposta Selecionada: d. I, II e III. Pergunta 5 0,3 em 0,3 pontos Um ciclo de Rankine real representa uma máquina a vapor que possui menor rendimento em virtude de suas irreversibilidades. Considerando essa situação, assinale a alternativa que indica um procedimento que conduzirá a um aumento na eficiência térmica do ciclo Rankine. Resposta Selecionada: b. Reduzir a pressão de condensação. Pergunta 6 0,3 em 0,3 pontos Avalie as afirmações a seguir: I. O vapor superaquecido dispensa o uso de condensador. II. O rendimento aumenta devido ao aumento da temperatura média na qual o calor é rejeitado. III. O rendimento térmico de um ciclo de Rankine é dado pela razão entre a potência produzida na turbina e a energia térmica consumida na caldeira. IV. O rendimento térmico de um ciclo de Rankine é dado pela razão entre a potência líquida produzida e a energia térmica consumida na caldeira. Quais afirmações estão corretas? Resposta Selecionada: e. Somente a IV. Pergunta 7 0,3 em 0,3 pontos A seguir são feitas algumas afirmações sobre o ciclo de Rankine. Com base no seu aprendizado até o momento, escolha a opção correta. AVA - ENERGIA TERMICA - QUESTIONÁRIO UNIDADE I Resposta Selecionada: a. O ciclo de Rankine, na sua forma mais simples, contém uma caldeira a pressão constante, uma turbina, um condensador e uma bomba. Pergunta 8 0,3 em 0,3 pontos 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. Qualquer variação que aumente a temperatura média na qual o calor é fornecido, ou que diminua a temperatura média na qual o calor é rejeitado, aumentará o rendimento do ciclo Rankine. Assinale a alternativa incorreta: Resposta Selecionada: a. Num ciclo de Rankine real, o trabalho requerido pela bomba é menor que o trabalho requerido num ciclo de Rankine ideal. Pergunta 9 0,3 em 0,3 pontos (Enade 2011) Uma central de potência a vapor opera segundo um ciclo Rankine e produz vapor saturado na caldeira. Deseja-se aumentar o rendimento térmico do ciclo sem que haja diminuição do título do fluido que deixa a turbina, pois isso poderia provocar a erosão das palhetas da turbina. Analisando o diagrama temperatura-entropia relativo ao Ciclo Rankine Ideal, acima representado, conclui-se que a ação a ser tomada é: Resposta Selecionada: e. superaquecer o vapor na caldeira, mantendo a pressão desta e a do condensador constantes. Pergunta 10 0,3 em 0,3 pontos (Enade 2011) As usinas termoelétricas 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 termoelétrica. A figura abaixo mostra de forma esquemática os elementos básicos de um ciclo de Rankine simples ideal. Considerando que algumas usinas termoelétricas que utilizam turbinas a vapor podem ser encontradas próximas a grandes reservatórios de água, como rios e lagos, analise as afirmativas. I. O ciclo de Rankine simples mostrado na figura não prevê a reutilização da energia que é rejeitada no condensador e, por isso, tem um rendimento comparável ao de um ciclo de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas. II. Historicamente, a instalação de algumas usinas próximas a grandes rios se dá devido à necessidade de remover calor do ciclo, por intermédio da transferência de calor que ocorre no condensador, porém, com implicações ao meio ambiente. AVA - ENERGIA TERMICA - QUESTIONÁRIO UNIDADE I 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, o que causa impacto ambiental. IV. Entre as termoelétricas, as usinas nucleares são as únicas que não causam impacto ambiental, exceto pela necessidade de se armazenar o lixo nuclear gerado. É correto apenas o que se afirma em: Resposta Selecionada: b. II.
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