MÁQUINA TERMICA - Carpe Diem

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1. 
A eficiência do motor de um automóvel é igual a 30%. Se o combustível que consome tem 
uma energia de 35.000 KJ/kg, qual é a quantidade de energia mecânica (trabalho útil) que o 
motor transforma com 1kg de combustível? 
 
Resposta correta. 
E. 
10.500 KJ 
 
2. 
Um sistema de caldeira + turbina de uso industrial consome um material combustível de 
1.000 KJ/ton. A caldeira foi abastecida com 15 toneladas de material combustível, e 7.000 
KJ de energia térmica perderam-se na atmosfera. Qual foi a energia ou o trabalho líquido 
obtidos com essa quantidade de combustível? 
 
Resposta correta. 
B. 
8.000.000 J 
 
3. 
A partir do sistema de caldeira + turbina industrial, que consome um material combustível 
de 1.000 KJ/ton e foi alimentada com 15 toneladas de material combustível, e 7000 KJ de 
energia térmica perderam-se na atmosfera, determine o rendimento dessa caldeira. 
Resposta correta. 
E. 
53% 
 
4. 
O calor transferido de uma fornalha a uma máquina térmica é de 80 KJ. Se a máquina obteve 
uma potência mecânica de 1 KW durante 50 segundos, qual é o rendimento dessa máquina 
térmica? 
 
Resposta correta. 
A. 
0,625 
 
5. 
Um motor de carro consome um combustível que tem 30.000 kJ/kg. Se o motor tem uma 
potência de 120 HP e um rendimento de 30%, em quanto tempo o motor estará funcionando 
à plena carga, se é alimentado com 5kg de combustível? 
 
Resposta correta. 
B. 
8,4 minutos 
 
2 
 
1. 
Por definição, uma máquina térmica é aquela que consegue transformar energia térmica em 
_________________________________. 
 
Resposta correta. 
C. 
energia mecânica. 
 
2. 
Para ser realizado trabalho (W) em uma máquina térmica, existe uma condição inicial a ser 
atendida. Que condição é essa? 
 
Resposta correta. 
E. 
A temperatura da fonte fria tem que ser menor que a da fonte quente. 
 
3. 
Uma determinada máquina térmica tem como definição que a sua transferência de energia 
ocorre em um sistema fechado e que os elementos que a compõem são móveis. Qual a 
classificação dessa máquina? 
 
Você acertou! 
D. 
Máquina térmica de deslocamento positivo. 
 
4. 
Um motor absorve 10.000 J e realiza um trabalho de 3.000 J a cada ciclo. Qual será o calor 
dissipado em cada ciclo? 
 
Resposta correta. 
B. 
7.000 J. 
 
5. 
Uma máquina produz 2.400 J de trabalho mecânico e rejeita 4.200 J de calor em cada ciclo. 
Qual será o valor de calor fornecido a cada ciclo e sua eficiência energética em percentual? 
 
Resposta correta. 
A. 
6.600 J e 36,36%. 
 
 
 
 
3 
1. 
O que caracteriza um ciclo como ideal é a __________ dos processos. 
 
Resposta correta. 
D. 
Reversibilidade 
 
2. 
Em um ciclo ideal de compressão, no caso o ciclo Diesel, o processo fornece: 
 
Resposta correta. 
C. 
calor a uma pressão constante. 
 
3. 
Quais os fatores que determinam o rendimento térmico de uma máquina térmica ideal? 
 
Resposta correta. 
B. 
TL e TH 
 
4. 
No ciclo completo de um gás ideal é correto afirmar que: 
 
Você acertou! 
A. 
todo o calor absorvido pelo gás foi utilizado para a realização do trabalho, não havendo 
contribuição para a alteração da energia interna do sistema. 
 
5. 
Sabemos que o ciclo de compressão Diesel, é composto por quatro etapas. Considerando a 
ordem das etapas do ciclo, elas são respectivamente: 
 
Resposta correta. 
E. 
compressão isentrópica, fornecimento de calor, expansão isentrópica e rejeição de calor. 
 
4 
1. 
A linha principal de um sistema de distribuição de ar comprimido tem uma extensão de 120 
m. A pressão máxima de operação é de 7,0 barg e a temperatura é de 35 °C. sabendo que a 
perda de carga do sistema não deve ultrapassar 0,04 bar, determine o diâmetro mais indicado 
para o tubo, sabendo que a vazão volumétrica é de 0,05 m^3/s. 
 
Resposta correta. 
A. 
100 mm 
 
2. 
A vazão volumétrica na descarga de um compressor é de 900 l/min, sob pressão de 6,5 barg 
e temperatura de 50 °C. O ar de admissão está a 35 ºC e a pressão atmosférica local é de 1 
bar. Calcule a vazão volumétrica real, em l/min, e padronizada, em Nm^3/s, 
respectivamente. 
 
Resposta correta. 
B. 
6463 e 0,102. 
 
3. 
Um compressor rotativo tem um volume deslocado de 1 l/rotação. Determine sua vazão 
volumétrica, em l/min, para uma rotação de 900 RPM. 
 
Resposta correta. 
A. 
900. 
 
4. 
Qual tipo de compressor seria melhor recomendado para aplicações que exigem uma alta 
relação de pressão? 
Resposta correta. 
C. 
Alternativo. 
 
5. 
Qual o tipo de compressor que poderia ser recomendado em aplicações com alta vazão sem 
necessidade de alta relação de pressão? 
 
Resposta correta. 
A. 
Centrífugo. 
 
5 
1. 
Qual o conceito de volume deslocado em uma máquina térmica? 
 
Resposta correta. 
C. 
É o volume deslocado pelo pistão, dentro do cilindro, do ponto morto inferior (PMI) para o 
ponto morto superior (PMS). 
 
2. 
Qual dos elementos abaixo não é considerado no volume deslocado de um compressor ideal? 
 
Resposta correta. 
B. 
Espaço morto. 
 
3. 
O espaço que fica entre o ponto morto superior (PMS) e o cabeçote do compressor é 
denominado: 
 
Resposta correta. 
A. 
Câmara de combustão. 
 
4. 
Quais são as informações necessárias para o cálculo do volume deslocado (m3/h) em um 
compressor alternativo? 
 
Você acertou! 
D. 
Curso do pistão, rotação do motor, diâmetro do cilindro, indicador do tipo de efeito e número 
de cilindros em paralelo. 
 
5. 
Calcule o volume do cilindro deslocado para um compressor alternativo, de simples efeito, 
com as seguintes especificações técnicas: 
Número de cilindros: 7 
Diâmetro dos pistões: 29,3 mm 
Rotação máxima: 8.000 rpm 
Deslocamento dos pistões: 2,2 mm 
Considere utilizar 4 dígitos após a vírgula. 
 
Resposta correta. 
E. 
5,1744. 
 
6 
 
1. 
O volume morto corresponde ao espaço entre: 
 
Resposta correta. 
C. 
ponto morto superior e cabeçote. 
 
2. 
A correlação existente entre o espaço morto e a relação volumétrica é dada pela seguinte 
equação: 
 
Resposta correta. 
E. 
(espaço morto / volume deslocado) x 100. 
 
3. 
Para o cálculo da eficiência volumétrica, que fatores são considerados? 
 
Resposta correta. 
D. 
Percentual do volume morto, relação pressão de descarga e pressão de sucção, coeficiente 
de pressão isentrópica e fator de compressibilidade na entrada e na descarga do compressor. 
 
4. 
Nas máquinas térmicas, temos um fator que influencia diretamente, para obtermos 
diferentes variações de volume morto. Que fator é esse? 
 
Resposta correta. 
A. 
Geometria da máquina. 
 
5. 
Os compressores rotaivos com alta eficiência volumétrica são: 
 
Resposta correta. 
B. 
palheta e parafuso. 
 
7 
1. 
 Um ciclo Otto ideal modelado como "ar padrão frio" tem uma razão de compressão de 12:1. 
Determine a eficiência térmica do ciclo. 
 
Você acertou! 
B. 
63% 
 
2. 
Um ciclo Diesel ideal operando com "ar padrão frio" é comprimido de 3L para 0,15L e, em 
seguida, é expandido o processo de fornecimento de calor a uma pressão constante para 
0,45L. Dessa maneira, a eficiência desse ciclo é: 
 
Você acertou! 
D. 
61%. 
3. 
 Um motor possui quatro cilindros em linha, cada um com um diâmetro de 76mm, um curso 
de 55mm e uma razão de compressão de 10:1. Qual a cilindrada aproximada desse motor 
(cc) e o volume da câmara de combustão em cm3 , respectivamente? 
 
Você acertou! 
A. 
1000 e 27,7. 
 
4. 
Um ciclo Diesel ideal modelado com "ar padrão frio" opera em uma razão de compressão de 
24 e uma razão de corte de 1,5, produzindo 300kW de potência. Sabendo que, ao final do 
tempo de admissão, o ar se encontra a 80kPa e 12°C, determine a temperatura máxima do 
ar, em Kelvin, e a taxa de fornecimento de calor para esse ciclo, em kW, respectivamente. 
Considere calores específicos constantes à temperatura ambiente. 
 
Você acertou! 
E. 
1524 e 432,4. 
 
5. 
Acerca dos MCIs quatro-tempos e dois-tempos, assinale a alternativa correta. 
 
Você acertou! 
C. 
Motoresquatro-tempos são menos poluentes em relação aos motores dois-tempos, pois, nos 
primeiros, ocorre a queima apenas da mistura de ar e combustível, ao passo que, nos 
segundos, o óleo lubrificante está presente na mistura de ar e combustível durante a queima. 
 
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1. 
Em um ciclo Brayton ideal, o ar é comprimido de 95 kPa e 25°C para 1.100 kPa. Sob 
condições de ar padrão frio, determine a eficiência do ciclo. 
 
Resposta correta. 
A. 
50%. 
 
2. O diagrama da figura T-s mostra o efeito da razão de compressão sobre o ciclo 
Brayton ideal. 
 
 
Sabendo que o ponto 3 representa a temperatura de entrada na turbina, assinale a 
alternativa correta. 
Resposta correta. 
C. 
Em aplicações nas quais o peso da instalação é um fator limitante, é preferível operar com a 
razão de compressão do ciclo 1-2-3-4-1 do que a do ciclo 1-2’-3’’-4’’-1. 
 
3. 
Considere um ciclo Brayton ideal executado entre os limites de pressão de 1.200 kPa e 100 
kPa e os limites de temperatura de 20°C a 1.000°C, modelado como ar padrão frio. O 
trabalho líquido produzido do ciclo é: 
 
Você acertou! 
A. 
387 kJ/kg. 
 
4. 
Determine a razão de compressão para o máximo trabalho por unidade de massa em um ciclo 
Brayton ideal com temperaturas máxima e mínima de 27 e 1.200°C, respectivamente, e 
modelado como ar padrão frio. 
 
Você acertou! 
E. 
12,5. 
 
5. 
Determine a razão de compressão para o máximo trabalho por unidade de massa em um ciclo 
Brayton ideal com temperaturas máxima e mínima de 25 e 900°C, respectivamente, e 
modelado como ar padrão frio. 
 
Resposta correta. 
A. 
11. 
9 
 
1. 
A energia por unidade de massa necessária para comprimir um gás é denominada: 
 
Resposta correta. 
B. 
trabalho específico. 
 
2. 
Um compressor admite ar ambiente a 15 °C e na pressão de 1 barg; na descarga, o ar está a 
155 °C e a pressão de 4 barg; o ar é descarregado em uma tubulação à velocidade de 
60m/s; o fluxo de massa pelo compressor é de 90kg/min. Calcule a potência requerida por 
esse compressor, admitindo que ele esteja perfeitamento isolado. 
 
Resposta correta. 
A. 
213,8 kW. 
 
3. 
Um determinado compressor em operação tem uma potência requerida de 213,8 kW. 
Sabendo que o trabalho específico para comprimir esse gás é de 142,5 kJ/kg, determine a 
vazão nesse instante. 
 
Resposta correta. 
E. 
1,5 kg/s. 
 
4. 
Calcule o trabalho específico de compressão em um processo de compressão isotérmica, no 
qual o ar é admitido na pressão de 100 kPa, e na descarga o ar está à pressão de 400 kPa. O 
fluxo de massa pelo compressor é de 90 kg/min, adotando a densidade do ar de 1,22 kg/m^3. 
 
Resposta correta. 
A. 
113,6 kJ/kg. 
 
5. 
A diferença entre o trabalho de expansão e o trabalho de compressão é denominado: 
 
Resposta correta. 
E. 
trabalho líquido. 
 
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1. 
A eficiência volumétrica ocorre em máquinas que atuam por meio do deslocamento de 
volume dentro de um cilindro. O volume total do cilindro é composto pelo volume deslocado 
e pelo volume morto. Dessa forma, há dois tipos de eficiência volumétrica: 
 
Resposta correta. 
D. 
Espaço nocivo e efetiva. 
 
2. 
Os fatores considerados para o cálculo da eficiência volumétrica são os seguintes: 
 
Resposta correta. 
B. 
Percentual do volume morto; a relação pressão de descarga e pressão de sucção; coeficiente 
de pressão isentrópica; fator de compressibilidade na entrada e na descarga do compressor. 
3. 
Em relação à eficiência volumétrica, a eficiência do espaço nocivo é definida como: 
 
Você acertou! 
A. 
a resultante da expansão do gás que permanece no espaço nocivo. 
 
4. 
O valor da eficiência volumétrica efetiva é obtido pela seguinte equação: 
 
Resposta correta. 
C. 
(vazão de admissão/vazão nominal do cilindro) x 100. 
 
5. 
Os fluxos gerados na área de compressão são chamados de: 
 
Resposta correta. 
E. 
fluxo radial de compressão e fluxo radial de expansão. 
 
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1. 
De acordo com a definição de compressores, podemos afirmar que: 
 
Resposta correta. 
D. 
o compressor consegue elevar a pressão de um elemento por meio de um gás ou escoamento 
gasoso. 
 
2. 
Quanto à classificação dos compressores, eles são definidos como de deslocamento positivo 
e dinâmicos. Analisando o principio de trabalho do compressor dinâmico, podemos afirmar 
que ela é considerada uma máquina: 
 
Resposta correta. 
B. 
 de fluxo. 
 
3. 
Os fluidos apresentam diversas propriedades quanto à compressão. Qual a relação entre 
duas propriedades que podemos afirmar que estão presentes em todos os fluidos? 
 
Resposta correta. 
E. 
Temperatura de ebulição e pressão de saturação. 
 
4. 
Ao escolhermos um compressor para uma aplicação, quais são os fatores a serem 
considerados? 
 
Resposta correta. 
C. 
Máxima vazão, máxima pressão e potência. 
 
5. 
Foi solicitada a escolha de um compressor dinâmico para ser utilizado em um sistema 
industrial. Qual característica é preponderante nesse tipo de compressor? 
 
Resposta correta. 
A. 
É apropriado para sistemas que necessitam de grandes vazões. 
 
12 
1. 
Quanto ao princípio de funcionamento do compressor dinâmico e de deslocamento positivo, 
é possível afirmar que: 
 
D. 
o de deslocamento positivo atua por meio da redução de volume; e o dinâmico, por meio do princípio de 
fluxo. 
 
2. 
Assinale a alternativa que completa corretamente a afirmativa: 
 "Os compressores de palhetas, lóbulos e parafusos atendem a classificação de compressores 
_________." 
 
Você acertou! 
B. 
rotativos. 
 
3. 
Ao selecionar um compressor para uma determinada aplicação, é preciso considerar vários 
critérios. No entanto, a análise começa por meiode dois deles. Esses critérios são: 
 
Resposta correta. 
E. 
pressão na descarga e vazão de gás aspirado. 
 
 
4. 
Sabe-se que nos compressores a diferença de densidade entre a admissão e a descarga é 
bastante significativa, ou seja, a variação de pressão pode chegar até 300 kPa. 
Considerando essa afirmação, qual seria o valor inicial de pressão (kPa) admissível para a 
operação dos compressores? 
 
Você acertou! 
A. 
10 kPa. 
 
5. 
Quando um compressor consegue atingir o desempenho máximo de vazão e o 
desempenho máximo de pressão, pode-se dizer que a máquina atingiu... 
 
Resposta correta. 
C. 
 o ponto ótimo de sua eficiência. 
 
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1. 
Qual das afirmações abaixo é condizente com o enunciado de Kelvin-Planck da segunda lei 
da termodinâmica? 
 
Resposta correta. 
C. 
Uma máquina precisa rejeitar calor. 
 
2. 
A primeira lei da termodinâmica (lei da conservação de energia) afirma que: 
 
Resposta correta. 
A. 
no ciclo realizado o estado inicial é igual ao estado final. 
 
3. 
Relativo às afirmações, qual delas seria um dos motivos para atuarmos no controle de 
capacidade de um compressor? 
 
Resposta correta. 
B. 
Controlar o fluxo do processo. 
 
4. 
Considerando um processo de carga e descarga de um compressor, qual o número máximo 
de válvulas que conseguimos acionar em sequência? 
 
Resposta correta. 
E. 
Cinco. 
 
5. 
Todos os métodos de controle de capacidade dos compressores têm como principal objetivo: 
 
Você acertou! 
D. 
manter constante o valor de uma variável no processo.