TA - P2 - A - GABARITO

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1. (0,5 ponto) Analisando o Ciclo de Rankine abaixo, podemos dizer que este ciclo pode 
ter sua potência útil aumentada se: 
I – A temperatura do fluido de trabalho na entrada deve ser aumentada e a temperatura 
na entrada do condensador deve ser diminuída; 
II – A pressão no gerador de vapor for aumentada e a pressão no condensador for 
diminuída; 
III – Devemos diminuir o máximo possível a pressão e a temperatura no condensador 
lembrando da limitação do sistema em trocar calor com o meio, ou seja, a temperatura 
no condensador sempre deve ser menor que a do meio para que a diferença de calor seja 
a menor possível; 
IV – O calor de entrada no gerador de vapor deve ser o maior possível e o calor 
rejeitado na caldeira deve ser o menor possível; 
V – A potência da bomba deve ser a menor possível. 
 
Assinale a alternativa correta: 
A. III e V apenas; 
B. I, III e IV apenas; 
C. I, II, IV, V apenas; 
D. I, III, IV apenas; 
E. Todas estão corretas. 
 
2. (0,5 ponto) Com relação ao Ciclo de Carnot pode-se afirmar que: 
I – O título do vapor na entrada da bomba é muito baixo, chegando as vezes, ser menor 
que um, o que seria mais seguro para a bomba que não teria risco de cavitar; 
II – Para aumentar a potência útil do ciclo tem-se que aumentar a pressão na entrada da 
turbina acima do ponto crítico; 
III – O ciclo de Carnot é o mais utilizado atualmente porque é o que apresenta a maior 
eficiência; 
IV – O título do vapor na saída da turbina é abaixo de 90% o que poderia danificar a 
turbina; 
V – Em um ciclo real a expansão da turbina e a compressão da bomba são processos 
adiabáticos reversíveis. 
Assinale a alternativa correta: (essa questão foi anulada) 
A. II apenas; 
B. I e V apenas; 
C. IV apenas; 
D. I e IV apenas; 
E. Todas estão incorretas. 
 
3. (0,5 ponto) Com relação ao ciclo de Rankine e o de Carnot: 
I – A área do gráfico sob a pressão do gerador menos a área do gráfico sob a pressão da 
condensador em um gráfico P-v representa o trabalho útil de um ciclo de Rankine; 
II - A área do gráfico sob a pressão do gerador menos a área do gráfico sob a pressão da 
condensador em um gráfico T-s representa o trabalho útil de um ciclo de Carnot; 
III – Como a eficiência de um ciclo de Carnot sempre é maior que a de um de Rankine, 
conclui-se que a potência útil de um ciclo de Carnot trabalhando entre as mesmas 
pressões será sempre maior que a de um ciclo de Rankine; 
IV – O ciclo de Rankine pode trabalhar com temperaturas acima da temperatura crítica; 
V – Em um ciclo ideal deve-se calcular a entalpia na saída da turbina utilizando sua 
eficiência pois não há outra maneira de calculá-la. 
Assinale a alternativa correta: 
A. III e IV apenas; 
B. I, III e IV apenas; 
C. I, II e IV apenas; 
D. I, e IV apenas; 
E. Todas estão corretas. 
 
4. (0,5 ponto) Analisando a figura abaixo responda: 
 
I – A eficiência do ciclo da figura é dada por 
)()(
)()()(
DEBC
FAEFCD
hhhh
hhhhhh

 ; 
II – Esse esquema pode ser um esquema de ciclo de Carnot; 
III – A potência da bomba pode ser calculada por )( ABAB PPvmW   ; 
IV – Esse gráfico é de um ciclo de Rankine real; 
V – As irreversibilidades ocorridas na turbina de um ciclo de Carnot que aumentam a 
entropia do ciclo. 
Assinale a alternativa correta: 
A. I e III apenas; 
B. III e IV apenas; 
C. I, e IV apenas; 
D. I, II e IV apenas; 
E. Todas estão corretas. 
 
5. (0,5 ponto) O ciclo de Rankine é um ciclo composto de quatro processos: 
I – Compressão isobárica em uma bomba, transferência de calor para o fluido a pressão 
constante, expansão isentrópica e transferência de calor a pressão constante em um 
condensador; 
II – Compressão isentrópica em uma bomba, transferência de calor para o fluido a 
pressão constante, expansão adiabática irreversível e transferência de calor a pressão 
constante em um condensador; 
III – Compressão isentrópica em uma bomba, transferência de calor para o fluido a 
pressão constante, expansão isentrópica e transferência de calor a pressão constante em 
um condensador; 
IV – Compressão adiabática reversível em uma bomba, transferência de calor para o 
fluido a pressão constante, expansão adiabática reversível do fluido através de uma 
turbina e transferência de calor a pressão constante em um condensador; 
V – Compressão isentrópica em uma bomba, transferência de calor do fluido a pressão 
constante, expansão isentrópica e transferência de calor para o fluido de trabalho a 
pressão constante em um condensador. 
A. III e IV apenas; 
B. III e V apenas; 
C. I, III, IV apenas; 
D. I, III, IV, V apenas; 
E. Todas estão incorretas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. (0,5 ponto) Analisando a figura abaixo, identifique respectivamente os pontos 
indicados. 
 
 
Assinale a alternativa correta: 
A. reaquecimento; expansão isentrópica; compreensão isobárica; expansão 
adiabática; 
B. reaquecimento; expansão adiabática; compressão isentrópica; compressão 
adiabática; 
C. compressão isentrópica; expansão isentrópica; expansão isentrópica; 
reaquecimento. 
D. compressão isentrópica; expansão isentrópica; reaquecimento; expansão 
adiabática; 
E. expansão isentrópica; reaquecimento; compressão adiabática; expansão 
isobárica; 
 
7. (0,5) Usinas nucleares, termoelétricas, geotérmicas, etc, geram eletricidade através do 
movimento de turbinas por vapor d’água. Uma modelagem simplificada desses ciclos 
pode ser feito pelas equações do modelo Rankine Ideal, mas diversas outras melhorias 
podem ser incrementadas para que se obtenha o melhor rendimento. 
 
Analise as seguintes afirmações e assinale alternativa correta. 
 
I – Ciclos Ideais não preveem a reutilização da energia térmica rejeitada no condensador, 
mas esse reaproveitamento poderia ser uma maneira de se aumentar a eficiência do ciclo. 
 
II – A remoção de calor do ciclo no condensador é um problema relativamente sério nas 
indústrias de potência, pois são geralmente feitas com a passagem de água que depois não 
pode ser diretamente descarta em rios ou mares porque a energia térmica que ela carrega 
pode afetar o equilíbrio do bioma (biodiversidade e meio ambiente) da região. 
III – Como em todo ciclo de potência a água usada internamente para a movimentação do 
ciclo não sofre contaminação podendo assim ser reutilizada. 
 
IV – Ciclos de potência são excelentes sistemas geradores de energia mesmo havendo a 
liberação de energia térmica não aproveitada e seu rendimento pode chegar a 90% em ciclos 
ideais. 
 
 
A. I e II 
B. II e III 
C. I e IV 
D. I, II e III 
E. II, III e IV 
 
 
 
 
 
 
8. (2,5 ponto) Considere um ciclo de potência a vapor regenerativo com um aquecedor 
de água de alimentação aberto. O vapor d’água entra na turbina a MPa0,8 e Co480 e 
se expande até MPa7,0 , onde parte do vapor é extraída e desviada para o aquecedor de 
água de alimentação aberto que opera a MPa7,0 . O restante do vapor se expande 
através da turbina de segundo estágio até a pressão de MPa008,0 do condensador. O 
líquido saturado daí do aquecedor de água de alimentação aberto a MPa7,0 . A 
eficiência isentrópica da turbina de cada estágio de turbina é de 85% e cada bomba 
opera isentropicamente. Se a potência líquida produzida pelo ciclo é de MW100 , 
determine a potência da bomba 2 considerando uma vazão mássica total de 
hkg /107,3 5 . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. (2,0 ponto) Qual é o calor que entra no ciclo pelo gerador de vapor? 
 
 
 
 
 
 
 
10. (2,0 ponto) No ano de 1824, Nicolas Léonard Sadi Carnot publica sua obra (única 
em sua vida): “Réflexions sur La Puissance Motrice Du Feu ET sur lês Machines 
Propres a Développer Cette Puissance” (Reflexões sobre Potência Motriz do Fogo e 
MáquinasPróprias para Aumentas essa Potência) – o qual faz revisão da importância 
industrial, política e econômica da máquina a vapor. 
O engenheiro francês iniciou sua investigação sobre as propriedades dos gases, em 
especial a relação entre pressão e temperatura, em 1831. Em 1832, morre subitamente 
de cólera, no dia 24 de agosto. Apesar de quase todas suas coisas terem sido incineradas 
– como era de costume da época – parte de suas anotações escaparam à destruição. 
Essas anotações mostram que Sadi Carnot havia chegado à ideia de que, essencialmente, 
calor era trabalho, cuja forma fora alterada. Por essa, Nicolas Léonard é, por excelência, 
considerado o fundador da termodinâmica – ciência que afirma ser impossível a energia 
desaparecer, mas apenas a possibilidade da energia se alterar de uma forma para outra. 
A possibilidade de interconversão entre calor e trabalho possui restrições para as 
chamadas máquinas térmicas. O Segundo Princípio da Termodinâmica, elaborado em 
1824 por Sadi Carnot, é enunciado da seguinte forma: 
“Para haver conversão contínua de calor em trabalho, um sistema deve realizar ciclos 
entre fontes quentes e frias, continuamente. Em cada ciclo, é retirada uma certa 
quantidade de calor da fonte quente (energia útil), que é parcialmente convertida em 
trabalho, sendo o restante rejeitado para a fonte fria (energia dissipada)”. 
(https://pt.wikipedia.org/wiki/Sadi_Carnot) 
O ciclo de Carnot é o ciclo que possui a eficiência máxima possível para um ciclo. Qual 
é o rendimento de um ciclo de Carnot trabalhando na mesma faixa de temperaturas do 
ciclo anterior? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
kPaMPabar 2101,01  
 
 
 
 
 
FORMULÁRIO: 
)( 45445 PPvhh  
q
f
T
T 1