AOL 02 - SISTEMAS TÉRMICOS E FLUIDOMECÂNICOS

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AOL 02 – SISTEMAS TÉRMICOS E FLUIDOMECÂNICOS 
 
1. OS FLUIDOS DE TRABALHO EM CICLOS TERMODINÂMICOS SÃO OS QUE PERMITEM 
EFETUAR AS TROCAS DE CALOR ENTRE O SISTEMA E O AMBIENTE, OU ENTRE OS 
RESERVATÓRIOS, CONFORME A NECESSIDADE. OS FLUIDOS DE TRABALHO 
POSSUEM GRANDE DIVERSIDADE, SENDO CLASSIFICADOS DE ACORDO COM SUAS 
CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS. VEJA UM FLUIDO DE 
TRABALHO REPRESENTADO PELO DIAGRAMA A SEGUIR: 
 
CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E O CONTEÚDO ESTUDADO SOBRE OS CICLOS 
DE REFRIGERAÇÃO, É CORRETO AFIRMAR QUE O COEFICIENTE DE DESEMPENHO DESSE 
CICLO PODERÁ SER CALCULADO POR: 
 
A. 1 E 2’, SOMENTE. 
B. 1, 2 E 2’, SOMENTE. 
C. 1, 2, 2’, 3 E 4. 
D. 1 E 2, SOMENTE. 
E. 1, 2 E 4, SOMENTE. (CORRETA) 
 
2. SABE-SE QUE A FORMA DE MEDIR A EFICIÊNCIA DE UM SISTEMA DE 
REFRIGERAÇÃO É ATRAVÉS DE SEU COEFICIENTE DE EFICÁCIA. ESTE É DEFINIDO 
COMO A RAZÃO ENTRE A QUANTIDADE DE CALOR RETIRADO E O TRABALHO 
REALIZADO. SISTEMAS OPERANDO EM CICLO DE CARNOT SEMPRE APRESENTARÃO 
EFICIÊNCIA MAIOR DO QUE SISTEMA QUE ESTEJAM OPERANDO EM CICLOS REAIS. 
ASSIM SENDO, CONSIDEREMOS UM CICLO DE REFRIGERAÇÃO QUE OPERE EM 
CICLO DE CARNOT. IMAGINE QUE ESSE CICLO OPERA ENTRE AS TEMPERATURAS 
QUENTE E FRIA, RESPECTIVAMENTE, DE 27ºC E 0º C. CONSIDERANDO ESSAS 
INFORMAÇÕES E OS CONTEÚDOS ESTUDADOS SOBRE O CICLO DE CARNOT E OS 
CICLOS DE REFRIGERAÇÃO, É CORRETO AFIRMAR QUE O VALOR DA EFICIÊNCIA DE 
CARNOT DO CICLO APRESENTADO SERÁ EQUIVALENTE A: 
 
A. 12,15. 
B. 7,5. 
C. 10,11. (CORRETA) 
D. 8,5. 
E. 16,25. 
 
3. 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: 
 
A. I E II. 
B. II E IV. (CORRETA) 
C. I E IV. 
D. II E III. 
E. III E IV. 
 
4. CONHECENDO OS PROCESSOS QUE OCORREM QUANDO UM FLUIDO 
REFRIGERANTE ESTÁ EM CICLO TERMODINÂMICO (CICLO FRIGORÍFICO), 
CONSIDERE DETERMINADO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO QUE OPERA EM UM CICLO 
ONDE O FLUIDO REFRIGERANTE ENTRA NO COMPRESSOR COM ENTALPIA DE 100 
KJ/KG E, SENDO COMPRIDO, ATINGE ENTALPIA DE 120 KJ/KG. ESSE FLUIDO, APÓS 
SATURAÇÃO, TEM SUA ENTALPIA DIMINUÍDA PARA 50 KJ/KG. NESSE PROCESSO, 
ELE NÃO TROCA CALOR COM O COMPRESSOR NEM COM A VÁLVULA DE 
EXPANSÃO. CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E OS CONTEÚDOS ESTUDADOS 
SOBRE OS CICLOS FRIGORÍFICOS, É CORRETO AFIRMAR QUE O COEFICIENTE DE 
PERFORMANCE DESSE SISTEMA É: 
 
A. 3,5. 
B. 2,5. (CORRETA) 
C. 4,5. 
D. 4,0. 
E. 1,5. 
 
5. 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: 
 
A. 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. 
B. 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. 
C. 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. 
D. O TRABALHO REALIZADO PELO CICLO DE CARNOT É A DIFERENÇA ETRE A 
QUANTIDADE DE CALOR OBTIDO DA FONTE QUENTE E A QUANTIDADE DE CALOR 
TROCADA COM A FONTE FRIA EM MÓDULO. (CORRETA) 
E. 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. 
 
6. EM UM CICLO DE REFRIGERAÇÃO, O OBJETIVO É A REMOÇÃO DE CALOR DO 
AMBIENTE A SER REFRIGERADO. UMA DAS FORMAS DE SE ACOMPANHAR A 
EFICIÊNCIA DESSE SISTEMA É CALCULANDO O COEFICIENTE DE PERFORMANCE, 
TAMBÉM CONHECIDO COMO COEFICIENTE DE DESEMPENHO. ASSIM, O COP 
(COEFICIENTE DE PERFORMANCE), PODE SER DEFINIDO COMO A RAZÃO ENTRE O 
CALOR RETIRADO E O TRABALHO REALIZADO. A FIGURA A SEGUIR APRESENTA O 
DIAGRAMA PRESSÃO-ENTALPIA DE UM CICLO DE REFRIGERAÇÃO. 
 
CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E OS CONTEÚDOS ESTUDADOS SOBRE O CICLO 
DE CARNOT E OS CICLOS DE REFRIGERAÇÃO, É CORRETO AFIRMAR QUE, BASEADO NO 
DIAGRAMA APRESENTADO, O COP SERIA CALCULADO POR: 
 
A. COP = H1 – H4 / H2 – H1. (CORRETA) 
B. COP = H2 – H1 / H1 – H4. 
C. COP = H2 – H4 / H2 – H1. 
D. COP = H2 – H1 / H2 – H1. 
E. COP = H1 – H4 / H2 – H4. 
 
7. FLUIDOS DE TRABALHO OU FLUIDOS REFRIGERANTES SÃO OS FLUIDOS UTILIZADOS 
PELO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO PARA QUE ESTE OPERE EM CICLOS, 
REMOVENDO CALOR DO AMBIENTE REFRIGERADO E TRANSFERINDO-O PARA O 
MEIO. A ESCOLHA DO FLUIDO DE TRABALHO ADEQUADO DEVE SER REALIZADA 
COM BASTANTE CUIDADO, OBSERVANDO CRITÉRIOS DE PROJETO. CONSIDERANDO 
ESSAS INFORMAÇÕES E OS CONTEÚDOS ESTUDADOS ACERCA DA ESCOLHA DOS 
FLUIDOS DE TRABALHO PARA O SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, É CORRETO AFIRMAR 
QUE: 
 
A. FLUIDOS DE TRABALHO DEVEM SER ESCOLHIDOS EXCLUSIVAMENTE POR SEU 
CARÁTER NÃO CORROSIVO, POIS AFETAM AS TUBULAÇÕES, LOGO, PARÂMETROS 
COMO A TOXIDADE E/OU A ESTABILIDADE QUÍMICA NÃO SÃO RELEVANTES NESTE 
PROCESSO DE ESCOLHA. 
B. A ÁGUA É BASTANTE UTILIZADA COMO FLUIDO DE TRABALHO, POIS APRESENTA 
ENTALPIA BAIXA NA REGIÃO DO PONTO CRÍTICO, ALÉM DE SER QUIMICAMENTE 
ESTÁVEL E POSSUIR BAIXO CALOR ESPECÍFICO. 
C. A CLASSE DOS FLUIDOS DE TRABALHO CFC’S TEM SIDO GRADATIVAMENTE 
SUBSTITUÍDA PELOS HFC’S, OU SEJA, FLUIDOS QUE APRESENTAM ÁTOMOS DE 
HIDROGÊNIO NO LUGAR DOS ÁTOMOS DE CLORO, POR POSSUIR CARACTERÍSTICAS 
CORROSIVAS. 
D. A ÁGUA É BASTANTE UTILIZADA COMO FLUIDO DE TRABALHO, POIS, ALÉM DE 
SER ABUNDANTE, TER BAIXO CUSTO E NÃO SER TÓXICA, ELA TAMBÉM É 
QUIMICAMENTE ESTÁVEL E APRESENTA BAIXA CAPACIDADE DE CORROSÃO. 
(CORRETA) 
E. AS CLASSES DE REFRIGERANTES CFC’S (CLORO-FLÚOR-CARBONO) APRESENTAM 
CLORO EM SUA FORMAÇÃO, COMO O REFRIGERANTE 12 (CCL2F2), CONHECIDO 
COMO FREON. ESSA CLASSE DE REFRIGERANTES É LARGAMENTE UTILIZADA, 
MESMO NO SÉCULO XXI. 
 
8. 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 
FUNCIONAMENTODOS SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO SÃO OS FLUIDOS DE 
TRABALHO. CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E O CONTEÚDO ESTUDADO 
SOBRE FLUIDOS DE TRABALHO, É CORRETO AFIRMAR QUE: 
 
A. 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. (CORRETA) 
B. 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. 
C. 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. 
D. 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. 
E. 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. 
 
9. 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: 
 
A. 7,5. 
B. 8,6. 
C. 10,5. (CORRETA) 
D. 8,0. 
E. 5,5. 
 
10. 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: 
 
A. 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. 
B. 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. 
C. 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. 
D. 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. 
E. OS CFC’S FORAM E AINDA SÃO ALVO DE TRATADOS INTERNACIONAIS 
QUE FIZERAM OS PAÍSES SE COMPROMETEREM A UTILIZAR OUTROS FLUIDOS 
REFRIGERANTES, POR ESTE SER UM GRANDE AGRESSOR À CAMADA DE OZÔNIO. 
(CORRETA)