AVALIAÇÃO 2 - TERMODINÂMICA

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AVALIAÇÃO 2 - TERMODINÂMICA 
 
Questão 1 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
O conceito de exergia é bastante útil na análise de desempenho dos dispositivos e sistemas de 
engenharia. Seu conceito surgiu como uma extensão dos princípios da primeira e segunda lei, 
adicionando considerações sobre processos e características dos sistemas baseadas no uso 
avançado das equações da energia e da entropia. A exergia nos permite saber os limites gerais 
para operação de sistemas e dispositivos, de forma que possamos projetá-los com uma ótima 
eficiência com uso mínimo de recursos para realizar uma determinada tarefa. 
 
Sobre o conceito de exergia analise as afirmações a seguir: 
 
 I. Um sistema fornece o máximo possível de trabalho ao passar por um processo 
reversível do estado inicial especificado para o estado morto. 
 II. A exergia representa o potencial de trabalho útil do sistema no estado especificado. 
 III. A exergia representa a união da primeira e segunda lei da termodinâmica sendo 
reconhecida como terceira lei da termodinâmica. 
 IV. A exergia representa o limite superior da quantidade de trabalho que um dispositivo 
pode produzir sem violar nenhuma das leis da termodinâmica. 
 
Assinale a alternativa correta 
 
 
 
a. 
Apenas I, III e IV estão corretas. 
 
b. 
Apenas I está correta. 
 
 
 
c. 
Todas as alternativas estão corretas. 
 
d. 
Apenas I e IV estão corretas. 
 
e. 
Apenas II e IV estão corretas. 
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Sua resposta está correta. 
Questão 2 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
Eficiência térmica e o coeficiente de performance são medidas de desempenho de dispositivos 
de engenharia. Como são definidos com base apenas na primeira lei podem ser denominados 
como eficiências de primeira lei. Porém, sua medida pode ser não realista, pois não leva em 
consideração o melhor desempenho possível do dispositivo. Por essa razão foi definida a 
eficiência de segunda lei. 
Analise as afirmações abaixo sobre eficiência de segunda lei: 
 
 I. A eficiência de segunda lei é uma medida do desempenho de um 
dispositivo com relação ao seu desempenho sob condições reversíveis. 
 II. A eficiência de segunda lei pode ter valores maiores que 100% (maiores 
que 1,0) para refrigeradores e bombas de calor. 
 III. A eficiência de segunda lei, para as máquinas térmicas, pode ser expressa 
como a relação entre trabalho útil e o trabalho reversível. 
 IV. A eficiência de segunda lei pode ser expressa como função da exergia, 
com seu valor variando de zero (destruição completa de exergia) até 1(um), no melhor caso, 
(nenhuma destruição de exergia). 
 
Assinale a alternativa correta: 
 
 
 
 
 
a. 
Apenas I, III e IV estão corretas. 
 
b. 
Apenas III e IV estão corretas. 
 
c. 
Apenas I e II estão corretas. 
 
d. 
Todas as alternativas estão corretas. 
 
e. 
Apenas II está correta. 
Feedback 
Sua resposta está correta. 
Questão 3 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
Um difusor é um dispositivo utilizado para desacelerar o fluido por meio do aumento de pressão. 
No difusor de uma indústria, vapor alimenta o difusor a 200 kPa e 200ºC com velocidade de 700 
m/s. Na saída do difusor, o vapor sai no estado saturado a 200ºC com velocidade de 40 m/s. O 
diâmetro na saída do difusor é 30 cm. A temperatura externa (vizinhança) ao difusor é de 20ºC e 
o difusor perde calor para as vizinhanças. Assinale a alternativa que corresponde à taxa de 
geração de entropia durante esse processo. 
 
 
 
a. 
 
 
0,208 kW/K 
 
b. 
0,105 kW/K 
 
c. 
2,126 kW/K 
 
d. 
1,264 kW/K 
 
e. 
0,506 kW/K 
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Sua resposta está correta. 
Questão 4 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
Nos ciclos de potência o objetivo principal do processo é a produção de trabalho na forma de 
rotação de um eixo. No ciclo Rankine – ciclo ideal de potência que envolve mudança de fase do 
fluido de trabalho – o trabalho líquido realizado pelo ciclo corresponde ao trabalho produzido na 
turbina menos o trabalho consumido na bomba. A figura abaixo mostra um ciclo Rankine. 
 
 
Fonte: Borgnakke e Sonntag (2018). 
 
Considere uma usina de potência que executa um ciclo Rankine. O ciclo tem como fluido de 
trabalho vapor d’água e produz uma potência líquida de 57 MW. O vapor alimenta a turbina, 
adiabática e reversível, a uma pressão de 8MPa e temperatura de 350ºC. O vapor sai da turbina 
como uma mistura líquido-vapor saturado a 50 kPa de pressão e é resfriado no condensador até 
se tornar líquido saturado. Posteriormente o líquido saturado é bombeado para a caldeira onde 
 
 
é aquecido e vaporizado e retornando ao ciclo. Assinale a alternativa que corresponde à vazão 
mássica de vapor no ciclo. 
 
 
 
a. 
49,92 kg/s 
 
b. 
24,15 kg/s 
 
c. 
99,32 kg/s 
 
d. 
33,87 kg/s 
 
e. 
64,01 kg/s 
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Sua resposta está correta. 
Questão 5 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
Apesar do motor de combustão interna operar em um ciclo mecânico, ele opera segundo um 
ciclo denominado aberto, porque o fluido de trabalho não passa por um ciclo termodinâmico 
completo. Entretanto, para analisar os motores de combustão interna, é vantajoso conceber 
ciclos fechados que se aproximam muito dos ciclos abertos. Uma dessas aproximações é o 
chamado ciclo padrão a ar (BORGNAKKE e SONNTAG, 2018). 
 
 
 
BORBNAKKE, C.; SONNTAG, R. E. Fundamentos da Termodinâmica. 1. ed. São Paulo: Blucher, 
2018. 
 
 Sobre as hipóteses do ciclo padrão a ar considere as afirmações a seguir: 
 
 I. O fluido de trabalho é uma massa fixa de ar ao longo de todo o ciclo, e o ar é sempre 
considerado como um gás ideal. Assim, não há processo de alimentação nem de descarga. 
II. O processo de combustão é substituído por um processo de transferência de calor de uma 
fonte externa. 
III. O ciclo é completado pela transferência de calor às vizinhanças (diferentemente do 
processo de exaustão e admissão em um motor real). 
IV. Todos os processos são internamente reversíveis. 
V. Usualmente, é admitida a hipótese adicional de que o ar apresenta calor específico 
constante, determinado a 300 K, denominado propriedades do ar frio. 
 
Assinale a alternativa correta: 
 
 
 
a. 
Todas as alternativas estão corretas. 
 
b. 
Apenas II e III estão corretas. 
 
c. 
Apenas I está correta. 
 
d. 
Apenas I , II e V estão corretas. 
 
e. 
 
 
Apenas II, III e IV estão corretas. 
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Sua resposta está correta. 
Questão 6 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
Um sistema de refrigeração utiliza R-134a como fluido refrigerante. Na válvula de 
estrangulamento do sistema o refrigerante entra a 1200 kPa e 40ºC e sai à 200kPa. Durante o 
processo, o refrigerante perde calor a uma taxa de 30 kJ/kg para a vizinhança que está a 27ºC. As 
condições de entrada e saída estão especificadas na figura abaixo. Assinale a alternativa que 
corresponde à geração de entropia durante esse processo. 
 
 
 
a. 
0,050 kJ/kg.K 
 
b. 
0,422 kJ/kg.K 
 
c. 
0,124 kJ/kg.K 
 
d. 
0,336 kJ/kg.K 
 
e. 
0,081 kJ/kg.K 
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Sua resposta está correta. 
 
 
Questão 7 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
O ciclo ideal para a refrigeração por compressão de vapor tem quatro processos (um 
isoentrópico, dois isobáricos e um isoentálpico). A figura abaixo mostra o ciclo ideal por 
compressão e sua representação no diagrama T-s. 
 
Fonte: Borgnakke e Sonntag (2018). 
Considere um refrigerador que executa um ciclo ideal por compressão de vapor, utilizando R-
134acomo fluido refrigerante. O refrigerante entra no compressor a 120 kPa e sai a 750 kPa, 
com uma vazão de 0,065 kg/s. Os valores das entalpias em cada estado são mostrados na tabela 
abaixo. Assinale a alternativa que corresponde ao coeficiente de performance do refrigerador. 
Estado h (kJ/kg) 
1 385,1 
2 423 
3 240,4 
4 240,4 
 
 
 
 
 
a. 
6,07 
 
b. 
1,86 
 
c. 
2,97 
 
 
 
d. 
4,75 
 
e. 
3,82 
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Sua resposta está correta. 
Questão 8 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
Numa turbina a gás os gases quentes provenientes de um processo de combustão são utilizados 
para conversão de trabalho mecânico. Seja uma turbina alimentada com dióxido de carbono com 
P= 1800 kPa e T= 470ºC e que a pressão do gás na saída da turbina é P = 200 kPa. 
Considerando gás ideal e que a turbina opera de forma adiabática e reversível, assinale a 
alternativa que corresponde o trabalho que a turbina produziu e a temperatura de saída do 
dióxido de carbono. Dados do CO2: cp = 1,140 kJ/kg.K e cv = 0,950 kJ/kg.K 
 
 
 
a. 
w = 120,6 kJ/kg e T=515 K 
 
b. 
w = 95,6,7 kJ/kg e T=420 K 
 
c. 
w = 259,7 kJ/kg e T=515 K 
 
d. 
w = 259,7 kJ/kg e T=420 K 
 
 
 
e. 
w = 95,6 kJ/kg e T=515 K 
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Sua resposta está correta. 
Questão 9 
Completo 
Atingiu 0,05 de 0,05 
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Texto da questão 
As turbinas a vapor são utilizadas em processos industriais onde existe a disponibilidade de 
vapor para utilização em cogeração de energia. O princípio básico de funcionamento de uma 
turbina a vapor é a extração da energia latente presente no vapor pressurizado, por meio da 
elevação da velocidade desse fluído que direcionado em uma palheta fixada em uma roda e 
ligada em um eixo, faz o movimento de rotação, que vai fornecer trabalho mecânico para um 
gerador elétrico. 
 
Disponível em: https://turbivap.com.br/o-que-e-uma-turbina-a-vapor/. Acesso em: 07 set. 
2022. 
 
No processo de cogeração de uma indústria, uma turbina adiabática é alimentada com vapor de 
água a 4 MPa e 500ºC, o qual é expandido até 50 kPa na saída da turbina. Sabendo-se que a 
eficiência isentrópica da turbina é de 82% e que a vazão mássica na turbina é de 5,0 kg/s, qual a 
potência gerada pela turbina? 
 
 
 
a. 
6,5 MW 
 
b. 
4,0 MW 
 
c. 
 
 
7,5 MW 
 
d. 
2,0 MW 
 
e. 
1,0 MW 
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Sua resposta está correta. 
Questão 10 
Completo 
Atingiu 0,00 de 0,05 
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Texto da questão 
Numa central de potência de uma usina, vapor de água alimenta uma turbina, a qual gera uma 
potência de 6,0 MW. A vazão de vapor que alimenta a turbina é de 45 toneladas/hora e está à 
10 MPa de pressão e 450ºC de temperatura. Enquanto que na saída da turbina o vapor está a 
100 kPa de pressão no estado saturado (título: x=1). Sabendo-se que a temperatura externa à 
turbina (vizinhança) é de 25ºC, assinale a alternativa que corresponde à entropia gerada no 
processo. 
 
 
 
a. 
12,7 kW/.K 
 
b. 
0,23 kW/.K 
 
c. 
3,87 kW/.K 
 
 
 
d. 
35,5 kW/.K 
 
e. 
15,3 kW/.K 
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