ATV 1 e ATV3 - MAQUINAS TERMICAS

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1 - Leia o excerto de Oliveira e Santos (2018, p. 2) a seguir. 
 
“Não é possível reestabelecer exatamente os estados iniciais do sistema e sua vizinhança. As 
principais irreversibilidades ocorrem na bomba e na turbina devido a variação da entropia, 
gerando tanto o aumento, como a diminuição da mesma.” 
 
OLIVEIRA, A. B. F.; SANTOS, F. L. dos. Influência dos parâmetros na eficiência do ciclo de Rankine Regenerativo. 2018. 13 f. 
Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Ciência e Tecnologia) — Universidade Federal Rural do Semiárido - UFERSA, 
Mossoró, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf . Acesso em: 27 jan. 
2023. 
 
Resposta correta 
I e IV, apenas. 
 
 
2 - Observe a imagem de um Sistema de Brayton, mostrando um ciclo combinado de turbina a 
gás. 
 
Figura 2.2 – Ciclo combinado de turbina a gás 
Fonte: Adaptada de farhanshahid92 / Fiverr. 
https://www.fiverr.com/farhanshahid92/help-you-in-power-plant-engineering-and-related-problems 
 #PraCegoVer: a imagem apresenta o ciclo combinado de turbina a gás com muitos equipamentos componentes. É possível ver 
um gerador conectado a uma caixa de transmissão, e essa caixa está ligada ao compressor que comanda a câmara de 
combustão. A imagem mostra um segundo gerador ligado à outra caixa de transmissão que está conectada à turbina a vapor. Além 
disso, há uma torre de refrigeração ligada ao condensador de vapor, uma central de cogeração térmica conectada à central de 
tratamento de água em que a água chega depois de sair da bomba de água. 
 
. 
Considerando a imagem acima, que mostra um Ciclo de Brayton, analise as afirmativas a 
seguir. 
• Resposta correta 
I e IV, apenas. 
 
 
 
3 - Em turbinas a gás, é possível acoplar um compressor, possibilitando que exista compressão 
quando o fluido estiver passando pelo compressor. Após a compressão, o fluido deverá seguir 
para uma câmara de combustão; depois disso, haverá trabalho com o fluido, que restará e será 
encaminhado para a turbina, representando um Ciclo de Brayton. 
 
Considerando o que está apontado acima, justifica-se que o Ciclo de Brayton pode ser utilizado 
em sistemas abertos e fechados, sendo: 
Resposta correta 
o sistema aberto tem a saída de gases de exaustão, diretamente pela turbina, e de trabalho líquido. 
 
 
 
https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf#_blank
https://www.fiverr.com/farhanshahid92?source=gig_page#_blank
https://www.fiverr.com/farhanshahid92?source=gig_page#_blank
https://www.fiverr.com/farhanshahid92/help-you-in-power-plant-engineering-and-related-problems#_blank
4 - Leia o excerto de Rosa e Orey (2012, p. 263) a seguir. 
 
“Portanto, diante deste contexto, entre as várias tendências atuais para o ensino da 
matemática, acreditamos que aquela que seja a mais adequada e que atenda as necessidades 
impostas pela sociedade contemporânea é a modelagem matemática.” 
 
ROSA, M.; OREY, D. C.. A modelagem como um ambiente de aprendizagem para a conversão do conhecimento 
matemático. Boletim de Educação Matemática, Bolema, Rio Claro (SP), v. 26, n. 42A, p. 261-290, abr. 2012 Disponível 
em: https://www.scielo.br/j/bolema/a/qgzsCvvGdjSp54nsS3C6TxB/?lang=pt. . Acesso em: 27 jan. 2023. 
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir. 
Resposta correta 
II e III, apenas. 
 
 
5 - Os processos isentrópicos são existentes em sistemas que utilizam o Ciclo de Brayton, 
sendo processos baseados na Segunda Lei da Termodinâmica, em que a entropia do sistema 
fica constante, e a entropia está relacionada com o grau de desordem das partículas. 
Considerando a análise de um processo isentrópico com pressão de saída igual 30 N/m² e a 
pressão de entrada igual a 60 N/m², analise as afirmativas a seguir sobre a razão de pressão: 
Resposta correta 
 III e IV, apenas. 
 
6 - O Ciclo de Rankine é um tipo de ciclo termodinâmico largamente utilizado em motores a 
vapor e em turbinas a vapor. Esse ciclo funciona por meio do trabalho mecânico retirado de um 
fluido em movimento dentro do sistema. Considerando o Ciclo de Rankine, assinale a 
alternativa que apresenta definição correta sobre o assunto. 
Resposta correta 
A primeira etapa do Ciclo de Rankine é realizada de maneira adiabática reversível. 
 
 
7 - O Ciclo de Rankine é um tipo de ciclo que pode apresentar em seu modelo real, 
irreversibilidades. Considerando um Ciclo de Rankine real e ideal, assinale a alternativa que 
apresenta definição correta sobre o assunto. 
Resposta correta 
Em um ciclo ideal, haverá atrito na passagem do fluido. 
 
 
8 - Observe a seguir a imagem de um sistema de condicionamento de ar simplificado, muito 
utilizado em residências e comércios de pequeno porte. 
 
Figura 2.1 – Ar condicionado tipo Split, evaporadora e condensadora 
 
Resposta correta 
III e IV, apenas. 
 
 
 
 
 
 
https://www.scielo.br/j/bolema/a/qgzsCvvGdjSp54nsS3C6TxB/?lang=pt#_blank
9 - Leia o excerto de Oliveira e Santos (2018, p. 2) a seguir. 
 
“O ciclo de Rankine em seu funcionamento mais simples possui o arranjo [...]. A caldeira é um 
equipamento que recebe calor de uma fonte externa e por meio do processo de convecção 
aquece o fluido de trabalho, preferencialmente com a menor oscilação de pressão possível, até 
o mesmo atingir o estado de vapor saturado.” 
 
OLIVEIRA, A. B. F.; SANTOS, F. L. dos. Influência dos parâmetros na eficiência do ciclo de Rankine Regenerativo. 2018. 13 f. 
Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Ciência e Tecnologia) — Universidade Federal Rural do Semiárido - UFERSA, 
Mossoró, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf . Acesso em: 27 jan. 
2023. 
 
Considerando as informações do texto, bem como o fato de que o Ciclo de Rankine é um ciclo 
de potência, é correto afirmar que a alteração entre estados ocorre devido: 
Resposta correta 
à variação de limites de temperatura. 
 
10 - Leia o excerto de Sordi et al. (2021, p. 7) a seguir. 
 
“A eficiência das turbinas a gás aumenta com a escala da máquina. [...] Para tanto as 
características do ciclo Brayton, como temperatura na câmara de combustão, relação de 
compressão, eficiências do compressor e turbina, variaram respectivamente entre 900ºC a 
1100ºC [...]. A eficiência do ciclo Brayton variou entre 28% a 32%.” 
 
SORDI et al. Gaseificação de biomassa e célula a combustível: sistema com célula tipo PEMFC. In: Brazilian Congress of Thermal 
Sciences and Engineering – ENCIT, 11., 2006, Curitiba. Anais eletrônicos […]. Curitiba, 2006. Disponível 
em: http://www.proceedings.scielo.br/pdf/agrener/n6v1/066.pdf . Acesso em: 27 jan. 2023. 
 
Considerando as informações do texto, bem como o fato de que o Ciclo de Brayton deverá 
manter o equilíbrio energético, é correto afirmar que: 
Resposta correta 
a saída de calor do compressor tem pressão constante no ciclo. 
 
 
 
 
 
 
ATV – 3 
1 - O ciclo Otto é utilizado por motores que possuem elementos denominados como pistão. 
Essa peça, em forma de cilindro, desloca-se devido à movimentação do fluido combustível que 
existe no motor, acionando-o. Havendo esse deslocamento, há trabalho do motor e entrada e 
saída de calor pelo sistema, cujos valores podem ser obtidos por meio de equações 
apropriadas. 
 
Considerando um processo em que o trabalho líquido seja igual a 304 J e um calor de entrada 
igual a 210 J, quais seriam a eficiência termodinâmica e o calor de saída em Joules? Assinale a 
alternativa correta. 
Resposta correta 
A eficiência termodinâmica seria igual a 1,44, e o calor que sai, igual a -92,4 J. 
 
2- O primeiro carro com motor tipo Otto foi fabricado em 1886 por Karl Benz, um alemão. Esse 
automóvel tinha apenas três rodas e o motor ficava localizado na parte de trás do veículo. Na 
época foram vendidos 25 automóveis desse tipo que funcionavam à base de gasolina, sendo 
chamado na época de Benz Patent-Motorwagen. 
 
SALOMÃO, T. R. et al. A evolução do motor a combustão ciclo Otto. Pesquisae ação V4N1, maio 2008. 
ISSN 2447-0627. Disponível em: https://revistas.brazcubas.br/index.php/pesquisa/article/view/388/486. 
Acesso em: 23 fev. 2023. 
Assinale a alternativa correta, acerca dos processos do motor ciclo Otto. 
Resposta correta 
Durante os processos de exaustão e admissão, ocorre rotação de elemento. 
 
https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf#_blank
http://www.proceedings.scielo.br/pdf/agrener/n6v1/066.pdf#_blank
https://www.revistas.usp.br/paam/article/view/154434#_blank
https://revistas.brazcubas.br/index.php/pesquisa/article/view/388/486#_blank
 
 
 
3 - O ciclo Otto de dois tempos pode ser encontrado em alguns equipamentos, como o jet ski, 
uma máquina que opera por meio de duas fases: ignição e escape. 
 
Considerando o apontado, analise as alternativas a seguir e assinale a correta, acerca do ciclo 
Otto de dois tempos. 
Resposta correta 
As válvulas desse motor se abrem e fecham durante os processos. 
 
 
4 - Leia o trecho a seguir: 
 
“Como combustível, o biodiesel possui características vantajosas em relação aos combustíveis 
derivados do petróleo, podendo ser citada a condição de ser virtualmente livre de enxofre e de 
compostos aromáticos; alto número de cetano; teor médio de oxigênio; maior ponto de fulgor; 
menor emissão de partículas, HC,CO e de CO2; caráter não tóxico e biodegradável, além de 
ser proveniente de fontes renováveis” (BARBOSA, 2008, p. 1589): 
 
BARBOSA, R. L. et al. Desempenho comparativo de um motor de ciclo diesel utilizando diesel e misturas 
de biodiesel. Ciênc. agrotec., Lavras, v. 32, n. 5, p. 1588-1593, set./out. 2008. Disponível 
em: https://www.scielo.br/j/cagro/a/T3fRqdynKbbgp7Zn7KxTj3p/?lang=pt&format=pdf. Acesso em: 23 
fev. 2023. 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: 
Resposta correta 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
 
 
5 - Leia o excerto a seguir, sobre o ciclo de Otto: 
 
“O ciclo de Otto, apesar de ser pouco divulgado, é utilizado para movimentar máquinas 
agrícolas e também indústrias, automóveis, geradores de energia elétrica, entre outros. Tendo 
como base o modelo do gás ideal, [...], um emprego das evoluções gasosas que permite a 
aplicação e uma interpretação comparativa de gráficos e expressões das leis relacionadas aos 
gases ideais” (DIAS, 2009, p. 01). 
 
DIAS, J. L. G. Ciclo de Otto: aplicação teórica e utilidade prática. Dissertação (Mestrado em Profissional 
em Ensino de Física) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009. Disponível 
em: https://semanaacademica.org.br/system/files/artigos/cicloottoartigofinal.pdf. Acesso em: 21 fev. 
2023. 
 
Considerando as informações do texto, bem como que o ciclo de Otto é usual em motores, é 
correto afirmar que o ciclo de Otto Real possui cinco processos dinâmicos, que são: 
Resposta correta 
admissão, compressão, combustão, expansão e exaustão. 
 
 
6 - O ciclo Otto refere-se a um ciclo termodinâmico, que funciona por um pistão de ignição com 
faísca. Esse ciclo pode ser utilizado por motores de quatro e de dois tempos, presentes nos 
automóveis. 
 
Considerando que a admissão de calor para o ciclo Otto é de 1.300 kJ/kg, tendo uma taxa de 
compressão (r) igual a 8, a pressão e temperatura do ar no início do tempo de compressão são 
70 kPa e k 1,8. Assim, a taxa de compressão seria: 
Sua resposta está correta. 
Alternativa correta. É realizado o seguinte cálculo para encontrar a taxa de compressão: notto = 1 - (1/r^k-1) 
notto = 1 - (1/8^1,8-1) notto = 1 - (1/8^0,8) notto = 1 - (1/5,28) notto = 1 - (0,18) notto = 0,81 
Resposta correta 
0,81. 
 
 
 
https://www.revistas.usp.br/paam/article/view/154434#_blank
https://www.scielo.br/j/cagro/a/T3fRqdynKbbgp7Zn7KxTj3p/?lang=pt&format=pdf#_blank
https://semanaacademica.org.br/system/files/artigos/cicloottoartigofinal.pdf#_blank
 
 
7 - O ciclo diesel é utilizado em motores abastecidos pelo combustível diesel. Os caminhões, 
por exemplo, funcionam por meio do processo termodinâmico, em que a combustão é 
ocasionada pela compressão da mistura entre ar e combustível. Quando essa mistura entra 
pela câmara do motor, o ciclo se inicia. 
 
Considerando as informações do texto, analise as alternativas a seguir e assinale a correta, 
acerca do ciclo diesel. 
Resposta correta 
O motor a diesel comprime a mistura ar-combustível pela movimentação do pistão. 
 
 
8 - No motor alternativo, existem pistões nos cilindros que realizam movimentos alternativos e 
convertem em trabalho: a pressão do fluido, que transforma energia química em movimentação 
mecânica. 
 
Considerando o apontado, o motor alternativo possui o PMS e o PMI, cujos significados são: 
Resposta correta 
ponto morto superior e ponto morto inferior, respectivamente. 
 
 
 
9 - Leia o excerto a seguir, sobre os motores de combustão interna: 
 
“Diferentemente do ciclo de Carnot, que é um ciclo teórico e que opera uma máquina ideal que 
utiliza calor para realizar trabalho (Máquina de Carnot), os demais ciclos possuem aplicações 
muito importantes, como por exemplo, o ciclo Otto que é a base do funcionamento de motores 
de combustão interna de ignição por centelha como os motores de álcool e gasolina, e o Ciclo 
Diesel que é a base dos motores a diesel como o nome sugere” (SANTOS; LUZ, 2017, p.03). 
 
SANTOS, L. R. M dos; CRUZ, F. A. O. Ciclos termodinâmicos: uma proposta de estudo mediada por 
applets. Caderno de Física da UEFS, v. 15, n. 1, p. 1-11, 2017. Disponível 
em: http://dfisweb.uefs.br/caderno/vol15n1/s5Artigo03_Frederico-Ciclos-Termodinamicos.pdf. Acesso 
em: 23 fev. 2023. 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir sobre as definições 
relacionadas a motores de combustão interna: 
Resposta correta 
II e IV, apenas. 
 
10 - Pela modelagem matemática, é possível, por meio de equações matemáticas, obter 
resultados sobre o motor e prever situações com relação aos processos que ocorrem dentro 
desses motores. 
 
Considerando o apontado acima, o ciclo diesel pode ser analisado pela existência de um fluido 
ideal em determinadas condições, que é o: 
Resposta correta 
gás ideal com padrão de ar frio. 
 
 
http://dfisweb.uefs.br/caderno/vol15n1/s5Artigo03_Frederico-Ciclos-Termodinamicos.pdf#_blank