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1. Pergunta 1
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Leia o trecho a seguir:
“No ciclo Rankine, o rendimento pode ser aumentado, pelo aumento da pressão no processo de fornecimento de calor. Entretanto, isso também aumenta o teor de umidade do vapor nos estágios de baixa pressão da turbina.”
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013.
Considere que um ciclo real de máquina a vapor apresente um rendimento menor em virtude de suas irreversibilidades. Levando em conta essa situação e o conteúdo estudado sobre o ciclo Rankine com reaquecimento, assinale a alternativa que indica um procedimento que conduzirá a um aumento na eficiência térmica do ciclo Rankine.
Correta
(C) Reduzir a pressão de ...
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2. Pergunta 2
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Leia o trecho a seguir:
“Conforme proclamado pela Segunda Lei da Termodinâmica, o dispositivo de Carnot é um ciclo fictício. Refere-se apenas a um parâmetro para verificar se uma máquina térmica é possível de existir.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Considerando essas informações e o conceito de Máquinas Térmicas segundo o ciclo de motores a vapor, podemos afirmar que:
Correta
(A) qualquer máquina térmica ...
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3. Pergunta 3
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Leia o trecho a seguir:
“Turbinas a vapor são dispositivos das máquinas térmicas amplamente utilizadas em ciclos de potência, como nos ciclos de Rankine e são capazes de converter trabalho mecânico em energia elétrica”. 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013.
Em relação às turbinas a vapor, considerando os assuntos estudados nos ciclos de potência a vapor, analise as afirmativas a seguir:
I. Em turbinas de reação, a pressão de vapor na entrada dos canais formados pelas palhetas é menor ou igual à pressão na saída.
II. Nas turbinas de ação, o vapor é parcialmente expandido em uma ou mais boquilhas fixas, antes de atingir as pás do rotor.
III. O expansor é um órgão essencial, pois é onde a energia de pressão do vapor se transforma em energia cinética.
IV. Nas turbinas a geração de energia se faz pela conversão de calor em trabalho.
Está correto apenas o que se afirma em:
Correta
(A) III e IV
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4. Pergunta 4
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“Os parâmetros de Kelvin-Planck e Carnot são utilizados para determinar a eficiência de uma Máquina Térmica segundo a Segunda Lei da Termodinâmica. Enquanto Kelvin-Planck utiliza parâmetros obedecendo o fluxo de calor entre as fontes quentes e frias, Carnot utiliza a diferença de temperatura entre as fontes quentes e frias para determinar a eficiência do dispositivo.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Em relação à Segunda Lei da Termodinâmica para a análise dos ciclos motores a vapor, considerando que uma Máquina Térmica receba 1000J de calor e opere entre as fontes de 27°C e 327°C com cerca de 80% do rendimento ideal, podemos afirmar que o trabalho realizado por essa máquina é de:
Correta
(C) 400 J
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5. Pergunta 5
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Leia o excerto a seguir:
“Num ciclo de potência Rankine, a turbina produz trabalho a partir do vapor gerado na caldeira, contudo, este vapor deve estar superaquecido, para garantir total aproveitamento na extração de energia. Vapor com saturação ou produtos de combustão, além de reduzirem a eficiência, podem danificar a turbina.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Imagine que uma caldeira esteja apresentando baixo rendimento na produção de vapor. Além disso, tem-se recebido reclamações do departamento de meio-ambiente de que a caldeira está com índice de poluição atmosférica acima do usual, com elevada quantidade de monóxido de carbono. 
Considerando essas informações e o que foi estudado em relação ao ciclo Rankine, identifique qual das afirmativas a seguir apresenta a possível causa e uma possível solução ao problema apresentado.
Correta
(B) Causa: a alimentação de ...
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6. Pergunta 6
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Leia o trecho a seguir:
“Desde a antiguidade, fatos históricos relatam o uso de máquinas que utilizavam o calor como fonte de energia para, de alguma forma, promover o desenvolvimento da humanidade e a Segunda Lei da Termodinâmica é o princípio que rege o funcionamento destas máquinas. O grande salto no desenvolvimento destas máquinas se deu por volta do século XIX com o advento da Revolução Industrial, impulsionando sua inserção na indústria e transporte.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (adaptado).
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos motores a vapor, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, é correto afirmar que:
Correta
(B) uma Máquina Térmica ...
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7. Pergunta 7
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Leia o trecho a seguir:
“A sustentabilidade de energia é essencial para o futuro do ser humano. Sem energia, não existe economia. Os problemas com sustentabilidade de recursos de água e produção de alimentos podem estar diretamente ligados à disponibilidade de energia”.
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Considerando as informações apresentadas e o conteúdo estudado sobre os efeitos da variação da pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere o ciclo de Rankine ideal ilustrado a seguir
IMAG_UN1_QTS15.JPG
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (Adaptado).
Admitindo que o calor rejeitado no condensador, em módulo, é cerca de 1.950 kJ/kg, e o calor recebido pela caldeira corresponde, em módulo, a 3.000 kJ/kg, podemos afirmar que o rendimento estimado do ciclo corresponde a:
Correta
(B) 35,0
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8. Pergunta 8
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Leia o trecho a seguir:
“A máquina térmica ideal é a de Carnot por estar associada, por assim dizer, a um princípio variacional, e por ser a máquina que maximiza os ganhos, ou seja, o trabalho que pode ser extraído sem alterar a entropia do universo. A máquina de Carnot tem um atributo a mais sobre qualquer outra máquina reversível por fixar um limite à rentabilidade, quer dizer, há um limite máximo por ciclo para extração de trabalho sem comprometer a reversibilidade do processo, sem degradar energia útil.”
Fonte: OLIVEIRA, P.M.C. de; DECHOUM, K. Facilitando a compreensão da segunda lei da termodinâmica. Rev. Bras. Ensino Fís., São Paulo, v. 25, n. 4, pp. 359-363, Dec. 2003.  Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172003000400004&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 29 jan. 2020.
Considerando essas informações e o estudado dos ciclos de potência a vapor, observe a figura a seguir, na qual 2[kg/s] de vapor entra em uma turbina adiabática operando em regime permanente num ciclo Rankine ideal de potência.
IMAG_UN1_QTS10.JPG
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo. Ed. Trilha, 2016. (adaptado).
Admitindo que haja uma diferença de entalpia entre as seções de entrada e saída = 900 kJ/kg e velocidade  = 1,5 kJ/kg, podemos afirmar que a taxa de transferência de calor em [kW], entre a turbina e a vizinhança é de:
Correta
(E) -797
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9. Pergunta 9
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“Turbinas e compressores são equipamentos projetados para extrair (turbina) ou adicionar (compressores) energia a fluido... e embora haja sempre perdas pelas paredes desses equipamentos, a análise teórica costuma desprezá-las especialmente em um primeiro estudo.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Considerando as informações em relação às turbinas adiabáticas estudadas no ciclo de potência, imagine uma situação na qual o ar com velocidade de 40 m/s entre em uma turbina adiabática através de um tubo de 4 cm de diâmetro a 2 MPa e 400°C e expanda-se para a saídamantido a 100 kPa.
IMAG_UN1_QTS7.JPG
Leia o trecho a seguir:
Com base nessas informações e nos conteúdos estudados sobre o ciclo de potência, determine a energia produzida pela turbina, supondo que um processo de quase equilíbrio estático seja experimentado pelo ar.
Utilize os dados de entalpia do ar:
Incorreta
(E) 333 kW está correta
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1. 
656 kW.
2. 
450 kW.
3. 
89,5 kW.
4. 
21,4 kW.
5. 
333 kW.
Resposta correta
10. Pergunta 10
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Leia o trecho a seguir:
“As usinas termelétricas geram eletricidade a partir de turbinas movidas a vapor. O ciclo de Rankine é um ciclo termodinâmico ideal que pode ser utilizado para modelar, de forma simplificada, uma usina termelétrica. A figura abaixo mostra de forma esquemática os elementos básicos de um ciclo de Rankine simples ideal.”
IMAG_UN1_QTS13.JPG
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016. (Adaptado).
Considerando o que foi estudado no ciclo Rankine e o fato de algumas usinas termelétricas que utilizam turbinas a vapor se encontrarem próximas a grandes reservatórios de água, como rios e lagos, analise as afirmativas a seguir:
I. O ciclo de Rankine simples mostrado prevê a reutilização da energia rejeitada no condensador e, por isso, tem rendimento comparável ao de um ciclo de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas.
II. A instalação de algumas usinas próximas a grandes rios se dá devido à necessidade de remover calor do ciclo, pela transferência de calor que ocorre no condensador, porém, com implicações ao meio ambiente.
III. Em usinas que utilizam combustíveis fósseis, o vapor gerado na caldeira é contaminado pelos gases da combustão e não é reaproveitado no ciclo, sendo mais econômico rejeitá-lo, causando impacto ambiental.
IV. Entre as termelétricas, as usinas nucleares são as únicas que não causam Impacto ambiental, exceto pela necessidade de se armazenar o lixo nuclear gerado.
Está correto apenas o que se afirma em:
Incorreta
(B) I e II está correta
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1. 
I e IV.
2. 
I e II.
Resposta correta
3. 
II e IV.
4. 
III e IV.
5. 
I e III.
1. Pergunta 1
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Em um ciclo de refrigeração, o objetivo é a remoção de calor do ambiente a ser refrigerado. Uma das formas de se acompanhar a eficiência desse sistema é calculando o coeficiente de performance, também conhecido como coeficiente de desempenho. Assim, o COP (Coeficiente de Performance), pode ser definido como a razão entre o calor retirado e o trabalho realizado. 
A figura a seguir apresenta o diagrama pressão-entalpia de um ciclo de refrigeração.
IMAG_UN2_QTS7_v1.JPG
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre o ciclo de Carnot e os ciclos de refrigeração, é correto afirmar que, baseado no diagrama apresentado, o COP seria calculado por:
Correta
(A) COP = h1 – h4 / h2 – h1
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2. Pergunta 2
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Os refrigeradores são máquinas térmicas que bombeiam calor de uma região para outra com o objetivo de viabilizar processos, conservar produtos e propiciar conforto térmico. Geralmente, esse calor é transferido de uma fonte fria para uma fonte quente, havendo, assim, a necessidade de se realizar trabalho. Parte essencial do funcionamento dos sistemas de refrigeração são os fluidos de trabalho.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre fluidos de trabalho, é correto afirmar que:
Incorreta
(A) atoxidade, alto calor de ... está correta
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1. 
atoxidade, alto calor de vaporização e baixo calor específico no estado líquido são propriedades físicas e químicas desejáveis no fluido refrigerante, inclusive, alguns fluidos estão sendo substituídos por serem tóxicos. 
Resposta correta
2. 
o fluido refrigerante gás butano possibilita maior rendimento que o gás Freon nos refrigeradores domésticos. O gás Freon, apesar de ser um CFC, ainda é frequentemente utilizado.
3. 
sistemas compostos por fluidos da classe HFC devem ser substituídos por fluidos da classe CFC, o que ocorre porque os fluidos da classe HFC são destrutivos à camada de ozônio.
4. 
os fluidos de trabalho mais utilizados são os CFC’s (cloro-flúor-carbono). Esses estão, aos poucos, substituindo a utilização de outros fluidos por serem baratos e de fácil obtenção, além de serem não-tóxicos.
5. 
atoxidade não é uma questão primária na escolha de um fluido refrigerante, deve-se, primeiro, verificar se ele apresenta condições de favorecimento à corrosão das tubulações, pois isso sim causa impactos ambientais grandes.
3. Pergunta 3
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Refrigeração é a ação de resfriar determinado ambiente de forma controlada. Sistemas de refrigeração são os sistemas que realizam o processo de refrigerar determinado ambiente. Logo, para promover a refrigeração é necessário haver um sistema formado por componentes específicos.  
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre ciclos de refrigeração, analise as afirmativas a seguir.
I. Sistemas de refrigeração baseados em compressão de vapor são os sistemas de refrigeração mais comuns em uso atualmente. Nesse tipo de sistema, a transferência de calor ocorre do corpo quente para o corpo frio.
II. A transferência de calor do recipiente refrigerado resulta na vaporização do fluido de trabalho refrigerante. A essa taxa de transferência de calor dá-se o nome de capacidade de refrigeração.
III. Após deixar o evaporador, o fluido refrigerante é comprimido pela atuação do compressor, passa pelo condensador, onde se condensa, e troca calor com a vizinhança, que está mais fria.
IV. Ao entrar na válvula de expansão, o fluido se expande até a pressão do evaporador, seguindo para o condensador, onde o processo recomeçará, dando início a todos os processos novamente.
Está correto apenas o que se afirma em:
Correta
(A) II, III e IV
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4. Pergunta 4
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Sabe-se que a forma de medir a eficiência de um sistema de refrigeração é através de seu coeficiente de eficácia. Este é definido como a razão entre a quantidade de calor retirado e o trabalho realizado. Sistemas operando em Ciclo de Carnot sempre apresentarão eficiência maior do que sistema que estejam operando em ciclos reais. Assim sendo, consideremos um ciclo de refrigeração que opere em Ciclo de Carnot. Imagine que esse ciclo opera entre as temperaturas quente e fria, respectivamente, de 27ºC e 0º C.
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre o ciclo de Carnot e os ciclos de refrigeração, é correto afirmar que o valor da eficiência de Carnot do ciclo apresentado será equivalente a:
Incorreta
(A) 10,11 está correta
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1. 
10,11.
Resposta correta
2. 
12,15.
3. 
16,25.
4. 
8,5.
5. 
7,5.
5. Pergunta 5
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Sistemas de refrigeração são formados por diversos componentes. Entre eles, destacam-se o conjunto motobomba, o evaporador, o condensador e a caldeira. Cada parte do sistema apresenta uma forma de funcionamento, sendo todas de vital importância para o sistema e interconectadas entre si. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os sistemas de refrigeração, pode-se afirmar que o dispositivo de expansão, em um sistema de refrigeração, está conectado, ao mesmo tempo, no:
Incorreta
(A) condensador e evaporador está correta
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1. 
condensador e evaporador.
Resposta correta
2. 
compressor e condensador.
3. 
compressor e evaporador.
4. 
condensador e acumulador de frio.
5. 
evaporador e acumulador de frio.
6. Pergunta 6
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O projeto de sistemas de refrigeração por compressão de vapor é composto por diversas escolhas baseadas em parâmetros técnicos. Por exemplo, escolher o fluido de trabalho adequado, baseando-se em critérios como a estabilidade química do fluido, seu custo, entre outros. Além disso, é necessário fazer escolhas eficientes, considerando o calor trocado no evaporador e o módulo do trabalho do compressor e observando o melhor coeficiente de desempenho. 
Determinado técnico possui duas possibilidades de equipamento para o seu projeto com os seguintes parâmetros: 1) calor trocado no evaporador de 250 kJe trabalho desenvolvido de 125 kJ e 2) calor trocado no evaporador de 150 kJ e trabalho desenvolvido de 100 kJ. Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos de refrigeração, é correto afirmar que esse técnico deverá optar pelo primeiro sistema, pois:
Incorreta
(A) no primeiro sistema, o ... está correta
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1. 
no primeiro sistema, o coeficiente de desempenho do sistema de refrigeração é igual a 2, sendo maior que o coeficiente de desempenho do segundo sistema.
Resposta correta
2. 
no primeiro sistema o coeficiente de desempenho do sistema de refrigeração é igual a 3, sendo maior que o coeficiente de desempenho do segundo sistema.
3. 
no primeiro sistema, o coeficiente de desempenho do sistema de refrigeração é igual a 2, sendo menor que o coeficiente de desempenho do segundo sistema.
4. 
no primeiro sistema, o coeficiente de desempenho do sistema de refrigeração é igual a 5, sendo maior que o coeficiente de desempenho do segundo sistema.
5. 
no primeiro sistema o coeficiente de desempenho do sistema de refrigeração é igual a 2,5, sendo maior que o coeficiente de desempenho do segundo sistema.
7. Pergunta 7
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Refrigeradores são os maiores exemplos de sistemas frigoríficos utilizados no nosso cotidiano. Considere uma geladeira que mantenha a temperatura no seu interior em 5ºC quando a temperatura do ar externo está a 25°C, mediante a circulação de um refrigerante à baixa temperatura por passagens projetadas nas paredes do compartimento do congelador. Transfere-se, por hora, 6.000 KJ/h do ambiente refrigerado para o ambiente externo, sendo necessária uma potência de entrada de 2.800 KJ/h. Despreze eventuais perdas por atrito, e outros tipos de perdas. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos de refrigeração, pode-se afirmar que o coeficiente de desempenho desse refrigerador é:
Correta
(A) 2,14
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8. Pergunta 8
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Fluidos refrigerantes são utilizados em todos os sistemas de refrigeração. A escolha desses fluidos de refrigeração é determinada pela necessidade e aplicação de cada sistema. Um dos mais utilizados é a água, tanto pelo seu caráter atóxico como pelo seu baixo custo.
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os fluidos refrigerantes, é correto afirmar que:
Incorreta
(A) os CFC’s foram e ainda sã... está correta
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1. 
os CFC’s foram e ainda são alvo de tratados internacionais que sugerem a utilização de outros fluidos refrigerantes, por este ser um grande agressor à camada de ozônio.
Resposta correta
2. 
os CFC’s foram e ainda são muito utilizados nos sistemas de refrigeração pela sua estabilidade química e seu caráter atóxico, mesmo causando agressão à camada de ozônio.
3. 
os CFC’s estão sendo gradativamente substituídos pelos HFC’s, que são fluidos refrigerantes que substituem os átomos de Cloro por átomos de amônia, sendo menos agressivos à camada de Ozônio.
4. 
a água é muito utilizada como fluido refrigerante por não se tratar de um CFC, por ser atóxica e de baixo custo, mesmo que sua utilização cause extrema corrosão nas tubulações.
5. 
apesar de estarem sendo substituídos pelos HFC’s, os CFC’s, ainda são considerados importantes na indústria de sistemas de refrigeração, sendo ainda muito utilizados em sistemas de refrigeração industrial.
9. Pergunta 9
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Ciclos de refrigeração são, antes de mais nada, ciclos termodinâmicos de fluidos refrigerantes. Estes, por sua vez, fazem com que o calor seja transportado de uma região de temperatura menor para uma região de temperatura maior. Esse processo é espontâneo, mas o contrário – transferir calor de uma região mais fria para uma região mais quente – exigirá a realização de trabalho.
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos de refrigeração, é correto afirmar que:
Correta
(A) a compressão dos fluidos ...
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10. Pergunta 10
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Um dos principais componentes de um sistema de refrigeração e de ar condicionado é a válvula de expansão termostática. Essa válvula fornece controle eficiente da injeção de refrigerante líquido nos evaporadores em aplicações de refrigeração no varejo de alimentos, ou outras funções, de acordo com a aplicação desejada.
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre a válvula de expansão termostática, é correto afirmar que ela deve:
Correta
(A) baixar a pressão de alta ...
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