MÁQUINAS TÉRMICAS - ATIVIDADE 1 (N1)

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MÁQUINAS TÉRMICAS 
ATIVIDADE 1 – UNIDADE DE ESTUDO 1 E 2 
 
1 - 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. 
 
2 - 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. 
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir. 
I.O Ciclo de Rankine é composto por equipamentos, como a bomba 
por onde entra trabalho, por exemplo. 
 
https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf
https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf
II.A caldeira faz parte do Ciclo de Rankine, nela sai calor para o 
ambiente em que o sistema está situado. 
III.A turbina é outro equipamento que faz parte do Ciclo de Rankine, 
por ela entra trabalho, assim como na bomba. 
IV.O Ciclo de Rankine possui condensador por onde passa o fluido, 
havendo redução de temperatura e perda de calor. 
É correto o que se afirmar em: 
 
 
 
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: 
 
4 - Leia o trecho de Santos (2020, p. 1) a seguir. 
 
“O modelo matemático é esboçado [...], partindo da definição dos 
volumes de controle, seguido da modelagem de cada componente. 
Sete volumes de controle compõem o ciclo de refrigeração de 
compressão de vapor único, são eles: compressor (cp), 
desuperaquecimento do condensador (ds), condensação (cs) e 
zonas de sub-resfriamento (sc), dispositivo de expansão (xd) e 
zonas do evaporador, fervura (bo) e superaquecimento (sh). ”. 
 
SANTOS, R. M. dos. Caracterização e modelagem de sistema 
condicionador de ar tipo split com baixo impacto ambiental. Rio 
de Janeiro, PUC, 2020. Disponível em: https://www.puc-
rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2020/download/relatori
os/CTC/MEC/MEC-Rodrigo%20Moreira%20dos%20Santos.pdf . 
Acesso em: 27 jan. 2023. 
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a 
relação proposta entre elas. 
 
I. Por meio da modelagem matemática, é possível identificar e 
analisar energias existentes no ciclo, equacionando o seu balanço. 
PORQUE: 
II. Pela verificação dos equipamentos presentes no Ciclo de 
Rankine, ao utilizar a modelagem matemática, é possível 
determinar a eficiência térmica desse ciclo. 
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta. 
 
 
https://www.revistas.usp.br/paam/article/view/154434
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2020/download/relatorios/CTC/MEC/MEC-Rodrigo%20Moreira%20dos%20Santos.pdf
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2020/download/relatorios/CTC/MEC/MEC-Rodrigo%20Moreira%20dos%20Santos.pdf
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2020/download/relatorios/CTC/MEC/MEC-Rodrigo%20Moreira%20dos%20Santos.pdf
5 - Em sistemas de refrigeração, que são sistemas térmicos, 
ocorrem processos de transformação de calor divididos em ciclos 
de expansão e de compressão do fluido refrigerante. Considerando 
os tipos de expansão e compressão que ocorrem em sistemas de 
refrigeração, assinale a alternativa que apresenta a definição 
correta sobre esse assunto. 
 
6 - 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 
https://www.fiverr.com/farhanshahid92?source=gig_page
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 #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. 
I. A imagem mostra que o gerador recebe energia do fluido que 
é transformada em elétrica. 
II. A imagem mostra que, na torre de refrigeração, o fluido chega 
à turbina com maior temperatura. 
III. A imagem mostra que, na caldeira, o fluido se mantém em 
baixa temperatura do início ao fim. 
IV. Na exaustão, o fluido, depois de passar pela caldeira, será 
impulsionado pela bomba. 
É correto o que se afirma em: 
 
 
 
 
7 - Leia o trecho de Braga (1997, p. 263) a seguir. 
 
“A formulação mais antiga da segunda lei da termodinâmica, devida 
a Sadi Carnot em 1824 , é uma formulação fenomenológica, que se 
baseia no funcionamento de máquinas térmicas, mais 
especificamente no funcionamento de uma máquina térmica 
representada pelo ciclo de Carnot. ” 
 
BRAGA, J.P. A formulação ab-initio da segunda lei da 
termodinâmica. Química Nova, Belo Horizonte, v. 21, n. 4, p. 499-
503, 1998. Disponível 
em: https://www.scielo.br/j/qn/a/9sH7QbjTxQRdhPpKwZv8jxP/?lang
=pt&format=pdf. Acesso em: 27 jan. 2023. 
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a 
relação proposta entre elas. 
 
I. A temperatura dentro de um Ciclo de Carnot poderá ser mantida 
constante, havendo, assim, um ciclo real. 
PORQUE: 
II.O aumento do rendimento de um Ciclo Real de Carnot é 
independente de fontes quentes ou frias finitas existentes durante o 
processo. 
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta. 
 
8 - 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 
https://www.revistas.usp.br/paam/article/view/154434
https://www.scielo.br/j/qn/a/9sH7QbjTxQRdhPpKwZv8jxP/?lang=pt&format=pdf
https://www.scielo.br/j/qn/a/9sH7QbjTxQRdhPpKwZv8jxP/?lang=pt&format=pdf
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: 
 
9 - 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. 
http://www.proceedings.scielo.br/pdf/agrener/n6v1/066.pdf
 
10 - É possível determinar a eficiência térmica de um Ciclo de 
Rankine com base nas temperaturas existentes no fluido de 
trabalho utilizado pelo sistema. Levando-se em consideração que a 
caldeira que faz parte do sistema não atua com sua capacidade 
máxima, e a operação da água como fluido tem temperaturas entre 
30ºC e 350ºC. 
 
Considerando que a energia que sai na posição 1 (h1) seja igual a 
180,53; a energia que entra na posição 2 (h2) seja igual a 193,43; a 
energia que entra na posição 3 (h3) seja igual a 2001,67 e a energia 
que sai na posição 4 (h4) seja igual a 1679,98, analise as 
afirmativas a seguir. 
I.A eficiência térmica do ciclo é superior a 50%. 
II.A eficiência térmica do ciclo é inferior a 13%. 
III.A eficiência térmica do ciclo é de 17%. 
IV.A eficiência térmica do ciclo é diferente de 31%. 
Está correto o que se afirma em: