Análise exergética

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Análise exergética 
Qual e o principal objetivo da analise exergetica em sistemas termodinamicos?
a) Determinar apenas a eficiencia energetica do sistema
b) Avaliar a qualidade e a disponibilidade da energia para realizar trabalho util
c) Medir a temperatura e pressao do fluido de trabalho
d) Calcular apenas o consumo de combustivel
Resposta explicativa: A analise exergetica tem como foco identificar nao apenas quanto energia e
consumida ou gerada, mas tambem quanta dessa energia e realmente util para realizar trabalho.
Diferente da analise energetica, ela leva em conta a irreversibilidade dos processos e a degradacao
da energia.
A exergia de um sistema depende de qual fator essencial do ambiente?
a) Apenas da pressao interna do sistema
b) Apenas da temperatura do sistema
c) Da temperatura e pressao de referencia do ambiente
d) Nao depende do ambiente
Resposta explicativa: A exergia e sempre calculada em relacao a um ambiente de referencia, pois
ela mede a capacidade de realizar trabalho comparando o estado do sistema com o estado
ambiente. Isso inclui tanto a temperatura quanto a pressao do ambiente.
Qual das seguintes afirmativas descreve corretamente a irreversibilidade em um processo?
a) Irreversibilidade e a diferenca entre energia total e energia interna
b) Irreversibilidade e a perda de exergia devido a processos naturais ou limitacoes tecnologicas
c) Irreversibilidade e sempre zero em motores termicos
d) Irreversibilidade indica que o sistema esta em equilibrio
Resposta explicativa: A irreversibilidade representa a perda de potencial para realizar trabalho
devido a friccao, dissipacao de calor ou outros fenomenos irreversiveis. Ela nunca pode ser
negativa e e um conceito central na analise exergetica.
Em um ciclo de potencia, a exergia destruida ocorre principalmente devido a:
a) Transferencia de calor entre corpos a temperaturas iguais
b) Processos reversiveis ideais
c) Transferencia de calor entre corpos a diferentes temperaturas e atrito interno
d) Expansao adiabatica ideal
Resposta explicativa: A exergia destruida surge sempre que ha irreversibilidade, como no caso de
atrito, dissipacao de calor ou gradientes de temperatura. Processos ideais e reversiveis nao
produzem destruicao de exergia.
Qual e a relacao entre eficiencia energetica e eficiencia exergetica?
a) Elas sao sempre iguais
b) A eficiencia energetica considera apenas energia, enquanto a exergetica considera a qualidade
da energia
c) A eficiencia exergetica sempre e menor que 50%
d) A eficiencia energetica mede trabalho util destruido
Resposta explicativa: A eficiencia energetica mede a quantidade de energia convertida de uma
forma para outra sem se preocupar com sua qualidade, enquanto a exergetica avalia quanto dessa
energia realmente poderia ser transformada em trabalho util considerando as irreversibilidades.
Qual e a unidade de exergia no Sistema Internacional de Unidades (SI)?
a) Joule (J)
b) Watt (W)
c) Pascal (Pa)
d) Kelvin (K)
Resposta explicativa: A exergia e uma forma de energia, portanto sua unidade e o Joule (J). Assim
como a energia, ela representa capacidade de realizar trabalho, mas sempre em relacao a um
ambiente de referencia.
Em um processo de aquecimento de agua em uma caldeira, a maior perda de exergia ocorre:
a) Durante a conducao de calor do combustivel para a agua
b) Durante a combustao, devido a irreversibilidade do processo
c) Durante a transferencia de calor entre agua e calorimetro
d) Apenas no bombeamento de agua
Resposta explicativa: A combustao envolve perdas irreversiveis significativas, gerando uma
quantidade consideravel de exergia destruida. A conducao e o bombeamento tem perdas menores
se bem projetados, mas a combustao e sempre o principal fator.
Qual e o papel do fator de disponibilidade na analise exergetica?
a) Indica a quantidade total de energia presente
b) Mede a proporcao de energia que pode ser transformada em trabalho util
c) Avalia apenas a temperatura do sistema
d) Determina o tempo necessario para um processo
Resposta explicativa: O fator de disponibilidade, tambem chamado de exergia, mede quanta
energia pode ser efetivamente convertida em trabalho. Ele mostra o potencial util do sistema em
relacao ao ambiente.
Em sistemas de refrigeracao, a analise exergetica e importante porque:
a) Permite calcular a quantidade de fluido refrigerante
b) Identifica os pontos onde ha maior desperdicio de trabalho util
c) Mede apenas a eficiencia energetica do compressor
d) Determina a temperatura ambiente
Resposta explicativa: A analise exergetica em sistemas de refrigeracao revela onde ocorrem perdas
de capacidade de trabalho util, permitindo ajustes que aumentem a eficiencia global do sistema.
A exergia de um fluido em movimento inclui qual componente adicional alem da energia interna e
do fluxo de calor?
a) Apenas a pressao
b) Energia cinetica e potencial
c) Apenas a temperatura
d) Nenhum componente adicional
Resposta explicativa: Alem da energia interna e do calor, a exergia de um fluido em movimento
considera a energia cinetica (devido a velocidade) e a energia potencial (devida a elevacao), pois
ambas podem ser convertidas em trabalho util.
Qual dos seguintes metodos e mais apropriado para reduzir a destruicao de exergia em um
processo termico?
a) Aumentar a diferenca de temperatura no trocador de calor
b) Operar proximo a reversibilidade, minimizando gradientes de temperatura
c) Aumentar o fluxo de massa do fluido sem alterar a temperatura
d) Reduzir a pressao de operacao de forma arbitraria
Resposta explicativa: Minimizar gradientes de temperatura e operar de forma quase reversivel
reduz a irreversibilidade, diminuindo a destruicao de exergia. O aumento de diferencas de
temperatura, na pratica, aumenta a destruicao de exergia.
Em uma turbina a vapor ideal, a exergia perdida e causada principalmente por:
a) Expansao isotermica reversivel
b) Atrito e dissipacao de energia durante o processo de expansao
c) Entrada de calor de alta temperatura
d) Compressao adiabatica do fluido
Resposta explicativa: Mesmo em turbinas bem projetadas, pequenas irreversibilidades como atrito
e turbulencia causam destruicao de exergia. Processos ideais nao tem perdas, mas a pratica
sempre envolve algum grau de irreversibilidade.
Quando a exergia de um sistema e zero, isso significa que:
a) O sistema esta em equilibrio com o ambiente e nao pode produzir trabalho
b) O sistema tem maxima capacidade de gerar trabalho
c) O sistema esta a temperatura muito alta
d) O sistema ainda possui energia, mas nao calor
Resposta explicativa: Exergia zero indica que o sistema nao possui capacidade de realizar trabalho
util em relacao ao ambiente. A energia ainda existe, mas esta completamente degradada ou
equilibrada.
O que representa o termo eficiencia exergetica em comparacao a eficiencia tradicional de um
processo?
a) E sempre maior que a eficiencia energetica
b) Considera apenas as perdas termicas irreversiveis e a destruicao de exergia
c) Avalia apenas a conversao de energia quimica em calor
d) E independente do ambiente de referencia
Resposta explicativa: A eficiencia exergetica considera tanto a quantidade de energia convertida
quanto a qualidade dessa energia. Ela inclui perdas por irreversibilidade e e sempre dependente do
ambiente de referencia.
Em um ciclo combinado de energia, a analise exergetica permite identificar:
a) Apenas o consumo de combustivel
b) Os locais onde ha maior destruicao de exergia, possibilitando melhorias no projeto
c) A temperatura de saida do condensador
d) Apenas a eficiencia termica
Resposta explicativa: A analise exergetica e usada para mapear perdas de capacidade de trabalho
em cada componente do ciclo, destacando onde os ajustes podem trazer maior ganho de eficiencia
global.
Qual e a diferenca entre exergia fisica e exergia quimica?
a) A exergia fisica depende da composicao do fluido; a quimica nao
b) A exergia quimica esta associada a capacidade de reagirquimicamente, enquanto a fisica
depende de temperatura, pressao e movimento
c) A exergia quimica e fisica sao sempre iguais
d) A exergia fisica nao pode ser convertida em trabalho
Resposta explicativa: A exergia fisica esta relacionada ao estado termodinamico do fluido
(temperatura, pressao e movimento), enquanto a exergia quimica refere-se ao potencial de realizar
trabalho por meio de reacoes quimicas.
A destruicao de exergia em um sistema fechado aumenta com:
a) Reducao da temperatura do ambiente
b) Aumento das irreversibilidades, como atrito e transferencia de calor finita
c) Reducao do trabalho util realizado
d) Diminuicao da pressao interna
Resposta explicativa: Quanto maior a irreversibilidade do processo, maior sera a exergia destruida.
O ambiente de referencia define o maximo de trabalho possivel, mas a destruicao depende da
natureza do processo.
O conceito de exergia e fundamental para:
a) Apenas medir calor fornecido ou recebido
b) Projetar sistemas mais eficientes e avaliar impactos ambientais
c) Determinar a densidade de um fluido
d) Medir pressao atmosferica
Resposta explicativa: A exergia permite identificar desperdicios de energia de alta qualidade,
contribuindo para projetos mais eficientes e menos poluentes, pois processos irreversiveis indicam
perdas que poderiam ser reduzidas.
Qual e o efeito de aumentar a temperatura de entrada de um fluido em uma turbina sobre a exergia
disponivel?
a) Diminui a exergia disponivel
b) Aumenta a exergia disponivel, pois o potencial de trabalho util e maior
c) Nao altera a exergia
d) Aumenta apenas a energia interna, sem afetar a exergia
Resposta explicativa: Quanto maior a temperatura do fluido em relacao ao ambiente, maior a
capacidade de produzir trabalho util, ou seja, maior a exergia disponivel.
Em um trocador de calor, a analise exergetica e importante porque:
a) Mede apenas a transferencia de calor total
b) Identifica onde ocorrem maiores perdas de potencial de trabalho devido a diferencas de
temperatura
c) Determina o fluxo de massa do fluido
d) Substitui a analise energetica
Resposta explicativa: A analise exergetica permite avaliar nao apenas quanto calor e transferido,
mas tambem quanto desse calor pode ser transformado em trabalho util. Grandes gradientes de
temperatura entre os fluxos aumentam a destruicao de exergia.
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