AOL 2 Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos

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Pergunta 1
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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.
img_BQ2 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q05.png
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:
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II e IV.
Pergunta 2
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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:
img_BQ2 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q12.png
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. 
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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:
V, F, V, F.
Pergunta 3
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:
img_BQ2 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q19.png
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:
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.
Pergunta 4
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Refrigeradores são os maiores exemplos de sistemas frigoríficos utilizados no nosso cotidiano. 
Considere uma geladeira que mantenha a temperatura no seu interior em 5ºC quando a 
temperatura do ar externo está a 25°C, mediante a circulação de um refrigerante à baixa 
temperatura por passagens projetadas nas paredes do compartimento do congelador. 
Transfere-se, por hora, 6.000 KJ/h do ambiente refrigerado para o ambiente externo, sendo 
necessária uma potência de entrada de 2.800 KJ/h. Despreze eventuais perdas por atrito, e 
outros tipos de perdas.
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos de refrigeração, 
pode-se afirmar que o coeficiente de desempenho desse refrigerador é:
2,14
Pergunta 5
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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:
10,11.
Pergunta 6
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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:
condensador e evaporador.
Pergunta 7
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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.
img_BQ2 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q07.png
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:
COP = h1 – h4 / h2 – h1.
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Pergunta 8
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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 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.
Pergunta 9
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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:
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.
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Pergunta 10
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Conhecendo os processos que ocorrem quando um fluido refrigerante está em ciclo 
termodinâmico (ciclo frigorífico), consideredeterminado 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:
2,5.
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