Prova N2_Maquinas Termicas

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MAQUINAS TERMICAS 
PROVA N2 
 
1 – 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: 
 
 
 
2 – 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: 
 
 
 
3 – 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: 
I. A razão de pressão nesse caso é superior a 90%. 
II. A razão de pressão nesse caso é inferior a 10%. 
III. A razão de pressão nesse caso é de 50%. 
IV. A razão de pressão nesse caso é diferente de 30%. 
Está correto o que se afirma em: 
 
 
 
4 – Leia o excerto a seguir: 
 
“O motor de combustão interna é uma máquina térmica que transforma a energia gerada pela queima do combustível 
no interior da câmara de combustão em energia mecânica útil. Desde o seu surgimento no século XIX, essa tecnologia 
tem sido utilizada em variadas aplicações na indústria e na vida cotidiana, das quais podemos destacar a sua vasta 
utilização como máquina motora dos automóveis modernos” (RIBEIRO, 2013, p. 17). 
 
RIBEIRO, M. D. Modelagem de motor de combustão interna e simulação do processo de queima de combustível. 2013. 90 f. Trabalho de Conclusão de Curso 
(Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2013. Disponível 
em: https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/120767/000740143.pdf?sequen. Acesso em: 20 fev. 2023. 
 
Considerando as informações do texto, existem muitos motores a combustão que podem ser classificados quanto ao 
tipo. Com relação ao motor de quatro tempos de ciclo diesel, é correto afirmar que: 
 
 
 
5 – 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. 
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: 
 
 
 
6 – A transferência de calor ocorre em máquinas térmicas que trabalham com alterações de temperatura para que a 
máquina atinja a temperatura ideal de trabalho, existindo processos que usam reações espontâneas e outros que não 
utilizam reações espontâneas. 
 
Considerando o apontado, justifica-se que a função dos refrigeradores é: 
 
 
 
7 – 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. 
I. No Ciclo de Brayton, inexistem valores típicos para razão de pressão e para eficiências usuais do sistema. 
II. No Ciclo de Brayton, a modelagem matemática é utilizada para calcular a eficiência de cada ciclo. 
III. No Ciclo de Brayton, o brw (back work ratio) é usado para calcular a relação entre trabalhos existentes no 
sistema. 
IV. No Ciclo de Brayton, na modelagem matemática, o rp representa a razão de volume de fluido entre os estados 
do ciclo. 
É correto o que se afirma em: 
 
 
 
8 – 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. 
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 afirma em: 
 
 
 
9 – 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. 
 
 
 
10 – 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/relatorios/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.