Exercício de Fixação - Termodinâmica Aplicada 2-2

Prévia do material em texto

Conteúdo do exercício
Ocultar opções de resposta 
Comentários
Ocultar opções de resposta 
Comentários
Pergunta 1
 Assinale a alternativa correta a respeito do modo de transferência de calor: condução.
Podemos citar, como exemplo de condução, a transferência de calor que acontece nos raios solares até chegar ao nosso Planeta Terra.
Sempre que houver um gradiente de temperatura em meio sólido, o calor irá fluir da região que apresentar menor temperatura para a região de maior temperatura 
Resposta correta
A condução pode ser vista como a transferência de energia das partículas mais energéticas para as menos energéticas de uma substância devido às interações entre 
partículas.
A taxa real de fluxo de calor irá depender de uma propriedade física do meio chamada de viscosidade.
Incorreta: 
A taxa do qual o calor é transferido por condução, qk, é inversamente proporcional ao gradiente de temperatura dT/dx vezes a área A, por 
meio da qual o calor é transferido.
Resposta correta: A condução pode ser vista como a transferência de energia das partículas mais energéticas para as menos energéticas de uma substância devido às interações entre 
partículas.
Pergunta 2
Assinale a alternativa correta com base em seu conhecimento do Ciclo de Ar-Padrão Brayton
Resposta corretaNo o ciclo de ar-padrão, o ar que entrou no início irá retornar para a vizinhança com a temperatura maior do que a da vizinhança.
O aumento de temperatura no ciclo acontece por transferência de calor de uma fonte interna ao processo para o fluido de trabalho. Essa fonte pode ser o vaporizador, por exemplo. 
No ciclo de ar-padrão, o ar entra na turbina a partir da vizinhança 
Incorreta: 
Os principais equipamentos que compõem o ciclo de ar-padrão de turbina a gás modelado de acordo as condições do ciclo de Brayton são: 
Compressor, trocador de calor e bomba.
O aumento de temperatura no ciclo acontece por combustão.
Resposta correta: No o ciclo de ar-padrão, o ar que entrou no início irá retornar para a vizinhança com a temperatura maior do que a da vizinhança.
Ocultar opções de resposta 
Comentários
Ocultar opções de resposta 
Pergunta 3
Determine a densidade, a gravidade específica e a massa de ar numa sala cujas dimensões são: (1 x 3 x 6) m, a 100 kPa e a 25 °C.
Para o gás do ar, considere R = 0,297 kPa.m³/(kg.K).
Densidade = 1,17 kg/m³ Gravidade Específica = 0,00117 kg/m³ e massa = 21,06 kg. 
Densidade = 11,70 kg/m³ Gravidade Específica = 0,00117 e massa = 2,106 kg. 
Densidade = 1,17 kg/m³ Gravidade Específica = 0,117 e massa = 21,06 kg. 
Resposta corretaDensidade = 1,17 kg/m³ Gravidade Específica = 0,00117 e massa = 21,06 kg. 
Incorreta: 
Densidade = 21,06 kg/m³ Gravidade Específica = 0,00117 e massa = 1,17 kg. 
Resposta correta: Densidade = 1,17 kg/m³ Gravidade Específica = 0,00117 e massa = 21,06 kg. 
Pergunta 4
Em um ciclo de Ar-Padrão Brayton, ao ignoramos a irreversibilidade associada à circulação do ar, ignorarmos as perdas de carga por atrito e considerando que o ar escoa à pressão constante 
por meio dos trocadores de calor, além de considerarmos que não existe perda de calor por meio da transferência de calor, tornando os processos da turbina e do compressor isentrópicos, 
teremos então um ciclo Ideal. Com base nas figuras a seguir e seu conhecimento do assunto, assinale a única alternativa verdadeira.
A área do diagrama T-s pode ser interpretada como o trabalho produzido pelo sistema.
No diagrama p-s, a área 1-2-a-b-1 nos fornece o trabalho produzido pela turbina por unidade de massa
No driagrama p-s a área 3-4-b-a-3 representa o trabalho que é transmitido ao compressor por unidade de massa.
Resposta correta
Correta: 
No diagrama T-s a área 2-3-a-b-2 nos fornece o calor adicionado por unidade de massa
A área do diagrama p-s pode ser interpretada como o calor produzido pelo sistema.
Comentários
Ocultar opções de resposta 
Comentários
Ocultar opções de resposta 
No diagrama T-s a área 2-3-a-b-2 nos fornece o calor adicionado por unidade de massa
Pergunta 5
O Ciclo Rankine é um ciclo termodinâmico que pode ser reversível, funciona convertendo calor em trabalho. É um modelamento muito utilizado na vida real em grandes indústrias fornecedoras 
de energia. A respeito dos processos envolvidos, assinale a alternativa que contenha a afirmação correta.
O líquido condensado que sai do condensador é bombeado do condensador para dentro da turbina a uma pressão muito mais reduzida. 
Resposta correta
Correta: 
O vapor na caldeira quando com temperatura e pressão elevada, se expande por meio da turbina produzindo trabalho.
No condensador, existe a transferência de calor da água de arrefecimento para o vapor escoando em uma corrente separada, nesse caso, o vapor é condensado e a temperatura da água 
de arrefecimento aumenta.
No condensador, existe a transferência de calor do vapor para a água de arrefecimento escoando em uma mesma corrente, nesse caso, o vapor é condensado e a temperatura da água de 
arrefecimento diminui. 
Na caldeira, o fluido de trabalho completa um ciclo como o líquido que deixa a bomba, passando a ser chamado de água de alimentação da caldeira em que é resfriado até a sua saturação 
e evaporada na bomba.
O vapor na caldeira quando com temperatura e pressão elevada, se expande por meio da turbina produzindo trabalho.
Pergunta 6
Observe que a figura abaixo representa um ciclo de Rankine e cada equipamento que compõe o ciclo recebeu uma numeração. Assinale a alternativa que relacione corretamente a numeração 
com o nome do equipamento em questão.
 
1: Turbina / 2: Condensador / 3: Bomba / 4: Caldeira.
1: Condensador / 2: Turbina / 3: Caldeira / 4: Bomba.
1: Condensador / 2: Turbina / 3: Condensador / 4: Bomba.
Comentários
Ocultar opções de resposta 
Comentários
Resposta correta
Correta: 
1: Caldeira / 2: Turbina / 3: Condensador / 4: Bomba.
1: Caldeira / 2: Turbina / 3: Caldeira / 4: Bomba.
1: Caldeira / 2: Turbina / 3: Condensador / 4: Bomba.
Pergunta 7
Se imaginarmos um ciclo de Rankine em que o fluido de trabalho passe por todos os componentes de um ciclo simples, e sem irreversibilidade, isso implicaria diretamente no fluido de trabalho 
que iria escoar através destes componentes a uma pressão constante. Além disso, com a ausência da irreversibilidade e trocas de calor com a vizinhança, os processos que acontecem na 
turbina e na bomba se tornariam processos isentrópicos. Formando um Ciclo de Rankine Ideal. Os processos do ciclo ideal estão ilustrados na figura a seguir, analisando a imagem, assinale a 
alternativa correta.
Processo 4-1: Transferência de calor para o fluido de trabalho à medida que ele escoa com o aumento de pressão através da caldeira para completar o ciclo.
Processo 4-a: Expansão isentrópica do fluido de trabalho através da turbina de vapor saturado no estado 1 até a pressão do condensador.
Resposta correta
Correta: 
Processo 3-4: Compressão isentrópica na bomba até o estado 4 na região de líquido comprimido.
Processo 2-3: Expansão isentrópica do fluido de trabalho à medida que ele escoa a pressão constante através do condensador com líquido saturado no estado 3.
Processo 1-2: Compreensão isentrópica do fluido de trabalho através da turbina de vapor saturado no estado 1 até a pressão do condensador
Processo 3-4: Compressão isentrópica na bomba até o estado 4 na região de líquido comprimido.
Pergunta 8
Assinale a alternativa correta a respeito do modo de transferência de calor: radiação.
Ocultar opções de resposta 
Comentários
Ocultar opções de resposta 
Comentários
A absorção ocorre quando a radiação incide um determinado material e esse material provoca o redirecionamento do raio para fora da superfície.
Resposta corretaA reflexão ocorre quando a radiação incide um determinado material e esse material provoca o redirecionamento do raio para fora da superfície.
Incorreta: 
A reflexão acontece quando a radiação interage com o sólido que entrou em contato, implicando num aumento de energia interna.
A transmissão acontecequando a radiação interage com o sólido que entrou em contato, implicando num aumento de energia interna.
A absorção é um processo que refere à radiação atravessando o meio, assim como ocorre quando temos uma poça d’água no chão e observamos o sol atravessando essa poça.
Resposta correta: A reflexão ocorre quando a radiação incide um determinado material e esse material provoca o redirecionamento do raio para fora da superfície.
Pergunta 9
O ar que entra no difusor mostrado na Figura abaixo, com velocidade de 200 m/s, determine a velocidade do som.
Propriedades: A constante de gás do ar é R = 0,287 kJ/kg e sua razão de calor específico (k) a 30° é de 1,4.
 
 
Resposta correta
Correta: 
349 m/s²
349 m/s
0,573 m/s²
0,573 m/s
34,9m/s
349 m/s
Pergunta 10
Ocultar opções de resposta 
Comentários
Assinale a alternativa correta a respeito do modo de transferência de calor: convecção.
A transferência de calor por convecção em um fluxo turbulento de alta velocidade, normalmente é bem menor do que a transferência de calor por convecção em um fluxo laminar (velocidade 
menor). 
Resposta correta
Correta: 
Podemos exemplificar a convecção ao pensarmos no processo de ebulição da água numa panela. A transferência de 
calor por convecção, neste caso, está presente na movimentação do fluido induzida por bolhas de vapor geradas no 
fundo de uma panela contendo água fervendo.
O modo de transferência de calor por convecção acontece até mesmo no vácuo.
A transferência de calor por convecção é um processo que acontece sempre simultaneamente com a condução ou com a radiação.
Podemos citar, como exemplo de convecção, a extremidade exposta de uma colher de metal imersa em uma xicara de café quente. A parte que está imersa no líquido quente irá esquentar 
por convecção devido a fluência da energia.
Podemos exemplificar a convecção ao pensarmos no processo de ebulição da água numa panela. A transferência de calor por convecção, neste caso, está presente na movimentação do 
fluido induzida por bolhas de vapor geradas no fundo de uma panela contendo água fervendo.