livrosdeamor com br-questoes-termodinamica-da-petrobras

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1 - Um condensador que opera em regime permanente é alimentado com 1,5 kg/s de um1 - Um condensador que opera em regime permanente é alimentado com 1,5 kg/s de um
fluido refrigerante a P1 , T1 = 40 o C e h1 = 300 kJ/kg. Na saída, o fluido é descarregado a P2 ,fluido refrigerante a P1 , T1 = 40 o C e h1 = 300 kJ/kg. Na saída, o fluido é descarregado a P2 ,
T2 = 12 o C e h2 = 60 kJ/kg. A taxa de transferência de calor, em módulo, associada a esseT2 = 12 o C e h2 = 60 kJ/kg. A taxa de transferência de calor, em módulo, associada a esse
fluido, em kW, valefluido, em kW, vale
(A) 28(A) 28
(B) 160(B) 160
(C) 240(C) 240
(D) 360(D) 360
(E) 540(E) 540
2 - Um compressor que opera em regime estacionário admite R-134a a P1 , T1 e h1 2 - Um compressor que opera em regime estacionário admite R-134a a P1 , T1 e h1 = 400= 400
kJ/kg. Na saída do compressor, o fluido é descarregado a P2 , T2 e h2 = 4kJ/kg. Na saída do compressor, o fluido é descarregado a P2 , T2 e h2 = 450 kJ/kg. A potência50 kJ/kg. A potência
de acionamento do equipamento é de 200 kW. Sabendo que o compressor é refrigerado ade acionamento do equipamento é de 200 kW. Sabendo que o compressor é refrigerado a
água e que a taxa de transferência de calor para a água é de 40 kW, a vazão de R-134a noágua e que a taxa de transferência de calor para a água é de 40 kW, a vazão de R-134a no
compressor, em kg/s, valecompressor, em kg/s, vale
(A) 0,2(A) 0,2
(B) 0,3(B) 0,3
(C) 3,2(C) 3,2
(D) 4,8(D) 4,8
(E) 5,(E) 5,
Um conjunto cilindro-pistão sem atrito contém 3 kg de uma substância pura. A pressão, oUm conjunto cilindro-pistão sem atrito contém 3 kg de uma substância pura. A pressão, o
volume específico e a energia interna da substância no estado inicial são iguais a 200 kPa, 0,2volume específico e a energia interna da substância no estado inicial são iguais a 200 kPa, 0,2
m3 /kg e 1.010 kJ/kg. Transfere-se calor à sm3 /kg e 1.010 kJ/kg. Transfere-se calor à substância em um processo à pressão constanteubstância em um processo à pressão constante
até que ela atinja um estado final, em que o volume específico e a energia interna são iguaisaté que ela atinja um estado final, em que o volume específico e a energia interna são iguais
a 1,0 m3 /kg e 2.600 kJ/kg.a 1,0 m3 /kg e 2.600 kJ/kg.
3 -O trabalho realizado nesse processo, em kJ, é dado por3 -O trabalho realizado nesse processo, em kJ, é dado por
(A) 480(A) 480
(B) 620(B) 620
(C) 2.625(C) 2.625
(D) 4.290(D) 4.290
(E) 4.770(E) 4.770
4 - O calor transferido nesse processo, em kJ, é dado por4 - O calor transferido nesse processo, em kJ, é dado por
(A) 330(A) 330
(B) 560(B) 560
(C) 3.280(C) 3.280
(D) 4.300(D) 4.300
(E) 5.250(E) 5.250
5 - Para determinar a variação de carga, potência e rendimento em função da variação da5 - Para determinar a variação de carga, potência e rendimento em função da variação da
vazão, o fabricante de bombas hidráulicas deverá manter constantes as grandezas neutrasvazão, o fabricante de bombas hidráulicas deverá manter constantes as grandezas neutras
ou auxiliares. As curvas levantadas representarão a resposta da bomba para esse conjuntoou auxiliares. As curvas levantadas representarão a resposta da bomba para esse conjunto
de grandezas. Tais grandezas neutras de grandezas. Tais grandezas neutras ou auxiliares, mantidas constantes, usualmenteou auxiliares, mantidas constantes, usualmente
apresentadas nos catálogos dos fabricantes, sãoapresentadas nos catálogos dos fabricantes, são
(A) o tamanho da bomba, a rotação e o fluido utilizado(A) o tamanho da bomba, a rotação e o fluido utilizado
(B) o tamanho da bomba, a pressão e a temperatura máxima do fluido(B) o tamanho da bomba, a pressão e a temperatura máxima do fluido
(C) a potência da bomba, a rotação e a temperatura máxima do fluido(C) a potência da bomba, a rotação e a temperatura máxima do fluido
(D) a potência da bomba, a pressão e a temperatura má- xima do fluido(D) a potência da bomba, a pressão e a temperatura má- xima do fluido
(E) a potência da bomba, a pressão e o fluido utilizado(E) a potência da bomba, a pressão e o fluido utilizado
6 - Um gás ideal escoa em regime permanente na tubulação ilustrada acima. Na seção 1, P1 =6 - Um gás ideal escoa em regime permanente na tubulação ilustrada acima. Na seção 1, P1 =
500 kPa e T1 = 300 500 kPa e T1 = 300 K. Na seção 2, P2 = 100 kPa, T2 = 200 K. Na seção 2, P2 = 100 kPa, T2 = 200 K, e a velocidade mé- dia do fluido,K, e a velocidade mé- dia do fluido,
V2, é de 400 m/s. Considerando que o diâmetro interno da tubulação é de 80 mm e que asV2, é de 400 m/s. Considerando que o diâmetro interno da tubulação é de 80 mm e que as
distribuições de temperatura e pressão são uniformes em todas as seções transversais dodistribuições de temperatura e pressão são uniformes em todas as seções transversais do
tubo, a velocidade média do fluido na seção 1, em m/s, étubo, a velocidade média do fluido na seção 1, em m/s, é
(A) 46(A) 46
(B) 63(B) 63
(C) 80(C) 80
(D) 120(D) 120
(E) 250(E) 250
7 - Um dos lados de uma parede plana é mantido a 100 o C, enquanto o outro troca calor por7 - Um dos lados de uma parede plana é mantido a 100 o C, enquanto o outro troca calor por
convecção com um ambiente a 2convecção com um ambiente a 25 o C, conforme ilustra a 5 o C, conforme ilustra a figura. A condutividade térmica dafigura. A condutividade térmica da
parede é de 1,6 W/(m. o C). Considerando os processos de condução e de convecçãoparede é de 1,6 W/(m. o C). Considerando os processos de condução e de convecção
presentes, o fluxo de calor unidimensional, em W/m2 , épresentes, o fluxo de calor unidimensional, em W/m2 , é
(A) 75,0(A) 75,0
(B) 125,0(B) 125,0
(C) 187,5(C) 187,5
(D) 320,4(D) 320,4
(E) 425,3(E) 425,3
8 -Dados das correntes saturadas8 -Dados das correntes saturadas
T(o C) 27 150 197T(o C) 27 150 197
Entalpia Líquido 113 632 839 (kJ.kg−1 )Entalpia Líquido 113 632 839 (kJ.kg−1 )
Vapor 2.551 2.745 2.789Vapor 2.551 2.745 2.789
Entropia Líquido 0,39 1,84 2,30 (kJ.kg−1 .K−1 )Entropia Líquido 0,39 1,84 2,30 (kJ.kg−1 .K−1 )
Vapor 8,52 6,83 6,45Vapor 8,52 6,83 6,45
9 - A 9 - A figura apresenta dois reservatórios de calor: (R) consistindo em figura apresenta dois reservatórios de calor: (R) consistindo em água líquida saturadaágua líquida saturada
na temperatura de 197 o C, e (S) consistindo em água líquida saturada na temperatura de 27na temperatura de 197 o C, e (S) consistindo em água líquida saturada na temperatura de 27
o C. Deseja-se transferir calor de uma corrente de vapor saturado a 150 o C para oo C. Deseja-se transferir calor de uma corrente de vapor saturado a 150 o C para o
reservatório, (R)fazendo uso do reservatório (S). Se a corrente a 150 o C pode ser levada àreservatório, (R)fazendo uso do reservatório (S). Se a corrente a 150 o C pode ser levada à
condição de água líquida saturada a 25 o C, sem o uso de trabalho externo, a quantidadecondição de água líquida saturada a 25 o C, sem o uso de trabalho externo, a quantidade
máxima de calor que pode máxima de calor que pode ser transferida para o resser transferida para o reservatório (R), por quilograma de vaporervatório (R), por quilograma de vapor
saturado a 150 o C, é, aproximadamente, igual asaturado a 150 o C, é, aproximadamente, igual a
(A) 0 kJ(A) 0 kJ
(B) 400 kJ(B) 400 kJ
(C) 1.040 kJ(C) 1.040 kJ
(D) 1.935 kJ(D) 1.935 kJ
(E) 5.030 kJ(E) 5.030 kJ
10 - Uma máquina térmica retira calor da fonte quente a 500 K e ejeta gases diretamente no10 - Uma máquina térmica retira calor da fonte quente a 500 K e ejeta gases diretamente no
ar a 300 K. Qual o rendimento da máquina se ela possui 70% do rendimento de umaar a 300 K. Qual o rendimento da máquina se ela possui 70% do rendimento de uma
máquina ideal de Carnot?máquina ideal de Carnot?
(A) 28%(A) 28%
(B) 40%(B) 40%
(C) 42%(C) 42%
(D) 47%(D) 47%
(E) 67%(E) 67%
11 - 11 - De acordo com o primeiro prDe acordo com o primeiro princípio da termodiincípio da termodinâmica, aplicado às transformaçõesnâmica, aplicado às transformações
gasosas, analiseas afirmativas abaixo. Igasosas, analise as afirmativas abaixo. I – – Na transformação isobárica, caso  Na transformação isobárica, caso o volumeo volume
aumente, a temperatura absoluta diminui em igual proporção. IIaumente, a temperatura absoluta diminui em igual proporção. II  – – Na transformação Na transformação
isotérmica, se o gás recebe calor, realiza trabalho na mesma quantidade. IIIisotérmica, se o gás recebe calor, realiza trabalho na mesma quantidade. III  – – Na Na
transformação adiabática, não há trabalho realizado, seja ele realizado pelo gás ou sobre otransformação adiabática, não há trabalho realizado, seja ele realizado pelo gás ou sobre o
gás. IVgás. IV – – Em uma transformação cíclica, o trabalho realizado pelo gás ou sobre o gás pode ser Em uma transformação cíclica, o trabalho realizado pelo gás ou sobre o gás pode ser
obtido através da área interna do ciclo. Esta correto APENAS o que se afirma emobtido através da área interna do ciclo. Esta correto APENAS o que se afirma em
(A) I(A) I
(B) III(B) III
(C) I e IV(C) I e IV
(D) II e IV(D) II e IV
(E) II e III(E) II e III
12 - Um 12 - Um dos principais meios de suprimento de energia dos grandes cdos principais meios de suprimento de energia dos grandes centros urbanos é aentros urbanos é a
geração de energia elétrica a partir das geração de energia elétrica a partir das usinas termelétricas. A baixa eficiência dasusinas termelétricas. A baixa eficiência das
termelétricas, porém, é uma característica negativa desse tipo de termelétricas, porém, é uma característica negativa desse tipo de geração. A usinageração. A usina
termelétrica de ciclo combinado é uma solução interessante que termelétrica de ciclo combinado é uma solução interessante que combina as tecnologias decombina as tecnologias de
geração a gás e a vapor para aumentar a eficiência total do parque de geração. A essegeração a gás e a vapor para aumentar a eficiência total do parque de geração. A esse
respeito, analise as afirmativas a seguir.respeito, analise as afirmativas a seguir.
II – – Uma vantagem do ciclo combinado é que há a possibilidade de operar apenas com a Uma vantagem do ciclo combinado é que há a possibilidade de operar apenas com a
turbina a gás, deixando a turbina a vapor ociosa.turbina a gás, deixando a turbina a vapor ociosa.
IIII – – O compressor é parte  O compressor é parte constituinte do sistema de geração a constituinte do sistema de geração a vapor, sendo responsável porvapor, sendo responsável por
manter o vapor a alta pressão.manter o vapor a alta pressão.
IIIIII – – A caldeira de recuperação de calor possibilita que o sistema de geração a vapor A caldeira de recuperação de calor possibilita que o sistema de geração a vapor
aproveite o calor proveniente dos gases de exaustão da turbina a gás.aproveite o calor proveniente dos gases de exaustão da turbina a gás.
Está correto APENAS o que se afirma emEstá correto APENAS o que se afirma em
(A) I(A) I
(B) II(B) II
(C) III(C) III
(D) I e II(D) I e II
(E) I e III(E) I e III
13 - Os processos térmicos que ocorrem nas turbinas a gás, quando são feitas simplificações13 - Os processos térmicos que ocorrem nas turbinas a gás, quando são feitas simplificações
para seus estudos, podem ser para seus estudos, podem ser descritas pelo ciclo ideal de Brayton. Nesse ciclo, ocorremdescritas pelo ciclo ideal de Brayton. Nesse ciclo, ocorrem
(A) duas transformações isotérmicas e duas t(A) duas transformações isotérmicas e duas transforma- ções isentrópicasransforma- ções isentrópicas
(B) duas transformações isotérmicas e duas transforma- ções (B) duas transformações isotérmicas e duas transforma- ções isométricasisométricas
(C) duas transformações isométricas e duas transforma- ções (C) duas transformações isométricas e duas transforma- ções isentrópicasisentrópicas
(D) duas transformações isobáricas e duas transforma- (D) duas transformações isobáricas e duas transforma- çõesções
isentrópicasisentrópicas
(E) uma transformação isométrica, uma t(E) uma transformação isométrica, uma transformação isobárica e duas transformaçõesransformação isobárica e duas transformações
isentrópicasisentrópicas
14 - 14 - O título de uma substância composO título de uma substância composta por uma parcela na fase líquida e outa por uma parcela na fase líquida e outra na fasetra na fase
vapor, na temperatura de saturação, corresponde à razão entre avapor, na temperatura de saturação, corresponde à razão entre a
(A) massa de vapor e a massa total, e (A) massa de vapor e a massa total, e só tem significado quando asó tem significado quando a
substância está num estado saturado.substância está num estado saturado.
(B) massa de vapor e a massa de líquido, e só tem significado quando a substância está num(B) massa de vapor e a massa de líquido, e só tem significado quando a substância está num
estado saturado.estado saturado.
(C) massa de vapor e a energia interna do líquido, e não tem significado quando a substância(C) massa de vapor e a energia interna do líquido, e não tem significado quando a substância
está num estado saturado.está num estado saturado.
(D) energia interna do vapor e a energia interna do líquido, e não tem significado quando a(D) energia interna do vapor e a energia interna do líquido, e não tem significado quando a
substância está num estado saturado.substância está num estado saturado.
(E) energia interna do vapor e a energia interna total, e só tem significado quando a(E) energia interna do vapor e a energia interna total, e só tem significado quando a
substância está num estado saturado.substância está num estado saturado.
15 - Um conjunto cilindro-pistão contém 4 kg de água. Inicialmente, a água está a certa15 - Um conjunto cilindro-pistão contém 4 kg de água. Inicialmente, a água está a certa
temperatura T1 , sendo a energia interna, nesse estado, dada por u1 = 80 kJ/kg. Em seguida,temperatura T1 , sendo a energia interna, nesse estado, dada por u1 = 80 kJ/kg. Em seguida,
o pistão é travado, e o calor é transferido à água até T2 , onde o estado de vapor saturado éo pistão é travado, e o calor é transferido à água até T2 , onde o estado de vapor saturado é
atingido, e u2 = 2.460 kJ/kg. O calor transferido no processo, em kJ, valeatingido, e u2 = 2.460 kJ/kg. O calor transferido no processo, em kJ, vale
(A) 595(A) 595
(B) 635(B) 635
(C) 2.380(C) 2.380
(D) 2.540(D) 2.540
(E) 9.520(E) 9.520
16 - Um refrigerador de Carnot opera em ciclos retirando uma quantidade QA = 1.000 kJ de16 - Um refrigerador de Carnot opera em ciclos retirando uma quantidade QA = 1.000 kJ de
calor da fonte fria e rejeitando uma quantidade de calor QR = 1.250 calor da fonte fria e rejeitando uma quantidade de calor QR = 1.250 kJ em uma fonte quentekJ em uma fonte quente
à temperatura TQ = 300 K. A temperatura da fonte fria Tà temperatura TQ = 300 K. A temperatura da fonte fria TF, em K, éF, em K, é
(A) 120(A) 120
(B) 240(B) 240
(C) 300(C) 300
(D) 1.000 ((D) 1.000 (
E) 1.250E) 1.250
17 - Uma máquina absorve calor a 300,0 °C e a uma pressão de 10 atm e despeja calor no ar17 - Uma máquina absorve calor a 300,0 °C e a uma pressão de 10 atm e despeja calor no ar
a 240,0 °C à pressão de 1 atm. Considerando 1 atm = 1,0 × 105 Pa, o rendimento máximoa 240,0 °C à pressão de 1 atm. Considerando 1 atm = 1,0 × 105 Pa, o rendimento máximo
possível para essa máquina é depossível para essa máquina é de
(A) 9%(A) 9%
(B) 10%(B) 10%
(C) 15%(C) 15%
(D) 20%(D) 20%
(E) 90%(E) 90%
18 - Uma máquina térmica opera ciclicamente absorvendo, a cada ciclo, calor QA = 2.400 kJ18 - Uma máquina térmica opera ciclicamente absorvendo, a cada ciclo, calor QA = 2.400 kJ
de uma fonte quente a TQ = 600 de uma fonte quente a TQ = 600 K e rejeitando calor QR = 1.800 kJ em uma fK e rejeitando calor QR = 1.800 kJ em uma fonte fria com TFonte fria com TF
= 300 K. O rendimento r da máquina e a variação total da entropia do sistema e= 300 K. O rendimento r da máquina e a variação total da entropia do sistema e
reservatórios, ΔST,ao final de 1 ciclo da máquina são, respectivamente,reservatórios, ΔST, ao final de 1 ciclo da máquina são, respectivamente,
(A) r = 0,25; ΔST = 2,0 kJ/K(A) r = 0,25; ΔST = 2,0 kJ/K
(B) r = 0,75; ΔST = 2,0 kJ/K(B) r = 0,75; ΔST = 2,0 kJ/K
(C) r(C) r = 0,50; ΔST = 10 kJ/K= 0,50; ΔST = 10 kJ/K
(D) r = 0,50; ΔST = 2,0 kJ/K(D) r = 0,50; ΔST = 2,0 kJ/K
(E) r = 0,25; ΔST = 10 kJ/K(E) r = 0,25; ΔST = 10 kJ/K
19 - Um compressor que opera em regime permanente é alimentado com ar a pressão p1 e a19 - Um compressor que opera em regime permanente é alimentado com ar a pressão p1 e a
temperatura T1 , descarregando o fluido a p2 e T2 . O fluxo de temperatura T1 , descarregando o fluido a p2 e T2 . O fluxo de massa de ar é de 0,1 kg/s,massa de ar é de 0,1 kg/s,
ocorrendo uma perda de calor de ocorrendo uma perda de calor de 20 kJ/kg durante o processo. 20 kJ/kg durante o processo. Considerando desprezíveis asConsiderando desprezíveis as
variações das energias cinética e variações das energias cinética e potencial, a entalpia, na entrada do compressor, como 300potencial, a entalpia, na entrada do compressor, como 300
kJ/kg e, na saída como 500 kJ/kg, a potência do compressor, em kW, valekJ/kg e, na saída como 500 kJ/kg, a potência do compressor, em kW, vale
(A) 10(A) 10
(B) 22(B) 22
(C) 40(C) 40
(D) 82(D) 82
(E) 100(E) 100
20 - Um tanque rígido de 0,9 m3 contém um gás ideal a p1 = 0,5 MPa e T1 = 500 K. Após um20 - Um tanque rígido de 0,9 m3 contém um gás ideal a p1 = 0,5 MPa e T1 = 500 K. Após um
vazamento de 0,5 kg do gás, chegou-se a p2 = 400 kPa. Considerando R = 0,3 kJ/kg.K, avazamento de 0,5 kg do gás, chegou-se a p2 = 400 kPa. Considerando R = 0,3 kJ/kg.K, a
temperatura T2 , em K, valetemperatura T2 , em K, vale
(A) 260(A) 260
(B) 400(B) 400
(C) 480(C) 480
(D) 2.400(D) 2.400
(E) 3.000(E) 3.000
21 - Um laboratório de uma universidade situada em um país frio deve ser mantido a 37 ºC,21 - Um laboratório de uma universidade situada em um país frio deve ser mantido a 37 ºC,
com o auxílio de uma bomba de calor. Quando a temperatura do exterior cai para 6 ºC, acom o auxílio de uma bomba de calor. Quando a temperatura do exterior cai para 6 ºC, a
taxa de energia perdida do laboratório para o exterior corresponde a 30 kW. Considerando-taxa de energia perdida do laboratório para o exterior corresponde a 30 kW. Considerando-
se regime permanente, a potência elétrica mínima necessária para se regime permanente, a potência elétrica mínima necessária para acionar a bomba de calor,acionar a bomba de calor,
vale, em kW, aproximadamentevale, em kW, aproximadamente
(A) 0,3(A) 0,3
(B) 3(B) 3
(C) 25(C) 25
(D) 250(D) 250
(E) 300(E) 300
22 - Um 22 - Um pesquisador de engenharia afirma ter criado uma unidade de refpesquisador de engenharia afirma ter criado uma unidade de refrigeração, comrigeração, com
coeficiente de desempenho de 5,5, capaz de manter um espaço refrigerado a -33 ºC,coeficiente de desempenho de 5,5, capaz de manter um espaço refrigerado a -33 ºC,
enquanto o ambiente externo está a 7 ºC. Teoricamente, a invenção do pesquisador éenquanto o ambiente externo está a 7 ºC. Teoricamente, a invenção do pesquisador é
(A) impossível, uma vez que (A) impossível, uma vez que tal máquina possui desempenho maior do que o tal máquina possui desempenho maior do que o desempenho dedesempenho de
um refrigerador de Carnot nas mesmas condições.um refrigerador de Carnot nas mesmas condições.
(B) impossível, uma vez que tal (B) impossível, uma vez que tal máquina possui desempenho menor do que o desempenho demáquina possui desempenho menor do que o desempenho de
um refrigerador de Carnot nas mesmas condições.um refrigerador de Carnot nas mesmas condições.
(C) possível, uma vez que o (C) possível, uma vez que o coeficiente de desempenho de um refrigerador de Carnot, coeficiente de desempenho de um refrigerador de Carnot, nasnas
mesmas condições, é dado por 1,2.mesmas condições, é dado por 1,2.
(D) possível, uma vez que (D) possível, uma vez que o coeficiente de desempenho de umo coeficiente de desempenho de um
refrigerador de Carnot, nas mesmas condições, é dado por 6,0.refrigerador de Carnot, nas mesmas condições, é dado por 6,0.
(E) possível, uma vez que o (E) possível, uma vez que o coeficiente de desempenho de um refrigerador de Carnot, nascoeficiente de desempenho de um refrigerador de Carnot, nas
mesmas condições, é dado por 7,0.mesmas condições, é dado por 7,0.
23 - O ciclo de Rankine é o modelo ideal para as centrais térmicas a vapor utilizadas na23 - O ciclo de Rankine é o modelo ideal para as centrais térmicas a vapor utilizadas na
produção de potência. No entanto, sabe-se que um ciclo real se afasta de um ciclo ideal, umaprodução de potência. No entanto, sabe-se que um ciclo real se afasta de um ciclo ideal, uma
vez que ocorrem várias perdas. Com relação a essas perdas, analise as afirmativas a seguir.vez que ocorrem várias perdas. Com relação a essas perdas, analise as afirmativas a seguir.
II – – As perdas principais na turbina são aquelas associadas ao escoamento do fluido de As perdas principais na turbina são aquelas associadas ao escoamento do fluido de
trabalho, por meio dos canais e palhetas da turbina.trabalho, por meio dos canais e palhetas da turbina.
IIII – – As perdas na bomba  As perdas na bomba decorrem principalmente das irreversibilidades associadas aodecorrem principalmente das irreversibilidades associadas ao
escoamento do fluido.escoamento do fluido.
IIIIII – – A perda de carga provocada pelo atrito e a transferência de calor ao ambiente são as A perda de carga provocada pelo atrito e a transferência de calor ao ambiente são as
perdas mais importantes nas tubulações.perdas mais importantes nas tubulações.
IVIV – – As perdas no  As perdas no condensador são extremamente significativas, considerando todo ocondensador são extremamente significativas, considerando todo o
conjunto.conjunto.
Estão corretas APENAS as afirmativasEstão corretas APENAS as afirmativas
(A) I e II.(A) I e II.
(B) I e IV.(B) I e IV.
(C) III e IV.(C) III e IV.
(D) I, II e III.(D) I, II e III.
(E) II, III e IV.(E) II, III e IV.
24 - As turbinas a vapor de vários conjuntos de pás no mesmo eixo, conforme o modo de24 - As turbinas a vapor de vários conjuntos de pás no mesmo eixo, conforme o modo de
disposição dos estágios, são classificadas como turbinas de estágios de:disposição dos estágios, são classificadas como turbinas de estágios de:
(A) temperatura; velocidade; e temperatura e (A) temperatura; velocidade; e temperatura e velocidade.velocidade.
(B) temperatura; pressão; e temperatura e pressão.(B) temperatura; pressão; e temperatura e pressão.
(C) pressão; entropia; e (C) pressão; entropia; e pressão e entropia.pressão e entropia.
(D) pressão; velocidade; e pressão e (D) pressão; velocidade; e pressão e velocidade.velocidade.
(E) pressão; entalpia; e pressão e entalpia(E) pressão; entalpia; e pressão e entalpia
25 - Um recipiente rígido de 2 m3 contém um gás a 350 K e 0,5 MPa. Ocorre um vazamento e25 - Um recipiente rígido de 2 m3 contém um gás a 350 K e 0,5 MPa. Ocorre um vazamento e
0,52 kg desse gás é perdido para a atmosfera. Após o vaz0,52 kg desse gás é perdido para a atmosfera. Após o vazamento, a temperatura do gás noamento, a temperatura do gás no
tanque é de 320 K. Considerando-se que esse gás segue o modelo de gás ideal, com R=0,3tanque é de 320 K. Considerando-se que esse gás segue o modelo de gás ideal, com R=0,3
kJ/kg.K, a pressão no tanque, no estado final desse processo, é dada, em kPa, porkJ/kg.K, a pressão no tanque, no estado final desse processo, é dada, em kPa, por
(A) 520(A) 520
(B) 484(B) 484
(C) 450(C) 450
(D) 432(D) 432
(E) 294(E) 294
26 - Um tanque rígido contém 1 kg de água, inicialmente a 1.400 KPa e 350 °C. Essa água é26 - Um tanque rígido contém 1 kg de água, inicialmente a 1.400 KPa e 350 °C. Essa água é
resfriada até a pressão de 400 kPa. Considerando-se que a energia interna no estado inicialresfriada até a pressão de 400 kPa. Considerando-seque a energia interna no estado inicial
corresponde a u1 = 2.900 kJ/kg e, no estado final, vale u2 = 1.500 kJ/kg, o calor transferido,corresponde a u1 = 2.900 kJ/kg e, no estado final, vale u2 = 1.500 kJ/kg, o calor transferido,
nesse processo, é dado, em kJ, pornesse processo, é dado, em kJ, por
(A)(A) 1.1001.100
(B)(B) 1.4001.400
(C)(C) 3.1003.100
(D)(D) 4.4004.400
(E)(E) 4.9004.900
27 - Uma c27 - Uma central de potência a vapor, operando num ciclo de entral de potência a vapor, operando num ciclo de Rankine, apresenta comoRankine, apresenta como
valores de entalpia na entrada e na saída da caldeira, respectivamente, 200 kJ/kg e 2.900valores de entalpia na entrada e na saída da caldeira, respectivamente, 200 kJ/kg e 2.900
kJ/kg. Sabendo-se que o trabalho desenvolvido pela turbina vale wt = 1.009 kJ/kg e que okJ/kg. Sabendo-se que o trabalho desenvolvido pela turbina vale wt = 1.009 kJ/kg e que o
trabalho de entrada na bomba é dado por wb = 10 kJ/kg, um engenheiro obtém, em %, paratrabalho de entrada na bomba é dado por wb = 10 kJ/kg, um engenheiro obtém, em %, para
o rendimento do ciclo, o valor deo rendimento do ciclo, o valor de
(A) 33(A) 33
(B) 35(B) 35
(C) 37(C) 37
(D) 40(D) 40
(E) 42(E) 42
28 - Um sistema com massa igual a 100 28 - Um sistema com massa igual a 100 kg é submetido a um processo no qual a sua entropiakg é submetido a um processo no qual a sua entropia
específica aumenta de 0,3 kJ/kgK para 0,4 kJ/kgK. Ao mesmo tempo, a entropia de suaespecífica aumenta de 0,3 kJ/kgK para 0,4 kJ/kgK. Ao mesmo tempo, a entropia de sua
vizinhança diminui de 80 kJ/K para 75 kJ/K. Com base nessas informações, conclui-se quevizinhança diminui de 80 kJ/K para 75 kJ/K. Com base nessas informações, conclui-se que
esse processo éesse processo é
(A) reversível.(A) reversível.
(B) reversível e isotérmico.(B) reversível e isotérmico.
(C) reversível e adiabático.(C) reversível e adiabático.
(D) irreversível(D) irreversível..
(E) impossível de ocorrer(E) impossível de ocorrer
29 - Um refrigerador que opera segundo um ciclo de refrigera- ção de Carnot retira 4 kW de29 - Um refrigerador que opera segundo um ciclo de refrigera- ção de Carnot retira 4 kW de
calor de um ambiente quando trabalha entre os limites de temperatura de 300 K e 200 K.calor de um ambiente quando trabalha entre os limites de temperatura de 300 K e 200 K.
Nessa situação, a quantidade de Nessa situação, a quantidade de energia consumida pelo refrigerador em meia hora deenergia consumida pelo refrigerador em meia hora de
operação (kJ) seráoperação (kJ) será
(A) 1.800(A) 1.800
(B) 3.600(B) 3.600
(C) 5.400(C) 5.400
(D) 7.200(D) 7.200
(E) 14.440(E) 14.440
30 - Em um ciclo de Rankine ideal, cujo rendimento é 40%, a entalpia específica na entrada e30 - Em um ciclo de Rankine ideal, cujo rendimento é 40%, a entalpia específica na entrada e
saída da caldeira valem, respectivamente, 200 kJ/kg e saída da caldeira valem, respectivamente, 200 kJ/kg e 2.600 k2.600 kJ/kg. Utiliza-se uma circulaçãoJ/kg. Utiliza-se uma circulação
de água fria para promover a rejeição de calor no condensador e sabe-se que a vazãode água fria para promover a rejeição de calor no condensador e sabe-se que a vazão
mássica do ciclo é 5% da vazão de arrefecimento. Com base nesses dados, o mássica do ciclo é 5% da vazão de arrefecimento. Com base nesses dados, o aumento daaumento da
temperatura da água de resfriamento, em °C, étemperatura da água de resfriamento, em °C, é
(A) 1,2(A) 1,2
(B) 1,8(B) 1,8
(C) 9,0(C) 9,0
(D) 12,0(D) 12,0
(E) 18,0(E) 18,0
31 A respeito de 31 A respeito de escoamentos isentrópicos compressíveis, em regime permanente, de umescoamentos isentrópicos compressíveis, em regime permanente, de um
gás ideal, em um bocal gás ideal, em um bocal convergente com número de Mach igual a 1convergente com número de Mach igual a 1(um) na seção transversal(um) na seção transversal
de saída do bocal, constata-se que ade saída do bocal, constata-se que a
(A) vazão mássica aumenta ao se reduzir a pressão na saída do bocal.(A) vazão mássica aumenta ao se reduzir a pressão na saída do bocal.
(B) vazão mássica aumenta ao se reduzir a temperatura de(B) vazão mássica aumenta ao se reduzir a temperatura de
estagnação na entrada do bocal.estagnação na entrada do bocal.
(C) pressão de estagnação diminui ao longo do bocal.(C) pressão de estagnação diminui ao longo do bocal.
(D) temperatura de estagnação diminui ao longo do bocal.(D) temperatura de estagnação diminui ao longo do bocal.
(E) temperatura de estagnação aumenta ao longo do bocal.(E) temperatura de estagnação aumenta ao longo do bocal.
32 - Um sistema fechado com uma massa de 1 kg é levado de um estado inicial 1 até um32 - Um sistema fechado com uma massa de 1 kg é levado de um estado inicial 1 até um
estado final 2 através de um processo representado no diagrama Pressão-Volume, àestado final 2 através de um processo representado no diagrama Pressão-Volume, à
esquerda. Durante esse processo, 200 kJ são transferidos para dentro do sistema sob aesquerda. Durante esse processo, 200 kJ são transferidos para dentro do sistema sob a
forma de calor. Se a massa retornar adiabaticamente do estado 2 para o estado 1 através deforma de calor. Se a massa retornar adiabaticamente do estado 2 para o estado 1 através de
um processo diferente deste, então, um processo diferente deste, então, durante o processo de retorno, o durante o processo de retorno, o valor da transferênciavalor da transferência
de energia, sob a forma de trabalho (kN.m), de acordo com a convenção de sinais dade energia, sob a forma de trabalho (kN.m), de acordo com a convenção de sinais da
termodinâmica, serátermodinâmica, será
(A) - 400(A) - 400
(B) - 200(B) - 200
(C) 0(C) 0
(D) + 200(D) + 200
(E) + 400(E) + 400
33 - Considerando que um cilindro contenha um gás ideal a temperatura de 27 ºC e a pressão33 - Considerando que um cilindro contenha um gás ideal a temperatura de 27 ºC e a pressão
de 2 MPa em um volume de 100 litros, e que um pistão comprima o gás no cilindro,de 2 MPa em um volume de 100 litros, e que um pistão comprima o gás no cilindro,
reduzindo o volume ocupado pelo gás e aumentando a temperatura e a pressão para 57 ºC ereduzindo o volume ocupado pelo gás e aumentando a temperatura e a pressão para 57 ºC e
4 MPa, respectivamente, o volume final em 4 MPa, respectivamente, o volume final em litros ocupado pelo gás nessa situação slitros ocupado pelo gás nessa situação será igualerá igual
aa
A 90.A 90.
B 85.B 85.
C 70.C 70.
D 55.D 55.
E 45.E 45.
Um sistema termodinâmico está submetido a Um sistema termodinâmico está submetido a um ciclo composto por três processos. Num ciclo composto por três processos. Noo
primeiro processo, o sistema recebe 40 kJ de calor e executa um trabalho de 40 kJ. Noprimeiro processo, o sistema recebe 40 kJ de calor e executa um trabalho de 40 kJ. No
segundo processo, são cedidos 120 kJ de calor, porém a variação da energia interna é nula.segundo processo, são cedidos 120 kJ de calor, porém a variação da energia interna é nula.
No terceiro processo, 20 kJ de calor são retirados do sistema.No terceiro processo, 20 kJ de calor são retirados do sistema.
34 - Com base nas informações do texto, é correto afirmar que, durante o ciclo, a variação34 - Com base nas informações do texto, é correto afirmar que, durante o ciclo, a variação
total da energia interna étotal da energia interna é
A nula.A nula.
B +10 kJ.B +10 kJ.
CC – –15 kJ.15 kJ.
DD – –100 kJ.100 kJ.
E 140 kJE 140 kJ
3535  - - No terceiro processo decrito no texto, é No terceiro processo decrito no texto, é realizado um trabalho derealizado um trabalho de
A 20 kJ pelo sistema.A 20 kJ pelo sistema.
B 35 kJ sobre o sistema.B 35 kJ sobre o sistema.
C 20 kJ sobre o C 20 kJ sobre o sistemasistema
D 35 kJ pelo sistema.D 35 kJ pelo sistema.
E 40 kJ pelo sistema.E 40 kJ pelo sistema.
36 - Uma máquina opera em ciclos utilizando um gás e retirando 500 J de calor de uma fonte36 - Uma máquina opera em ciclos utilizandoum gás e retirando 500 J de calor de uma fonte
quente na temperatura TQ = 600 K e rejeita 350 J de calor na fonte fria a uma temperaturaquente na temperatura TQ = 600 K e rejeita 350 J de calor na fonte fria a uma temperatura
TF = 300 K. A respeito dessa máquina, considere as afirmativas abaixo:TF = 300 K. A respeito dessa máquina, considere as afirmativas abaixo:
I - O rendimento da máquina é 30 %.I - O rendimento da máquina é 30 %.
II - A mII - A máquina opera via um ciclo irreversível.áquina opera via um ciclo irreversível.
III - Todos os processos utilizados pelo gás são quase estáticos, ou do tipo isotérmico ou doIII - Todos os processos utilizados pelo gás são quase estáticos, ou do tipo isotérmico ou do
tipo adiabático.tipo adiabático.
É correto APENAS o que se afirma emÉ correto APENAS o que se afirma em
(A) I(A) I
(B) II(B) II
(C) III(C) III
(D) I e II(D) I e II
(E) I e III(E) I e III
37 - Em um ciclo de Rankine, o trabalho produzido pela turbina é igual a 1.000 kJ/kg, o37 - Em um ciclo de Rankine, o trabalho produzido pela turbina é igual a 1.000 kJ/kg, o
trabalho fornecido à bomba é igual a 40 kJ/kg e o calor gerado na caldeira é igual a 2.400trabalho fornecido à bomba é igual a 40 kJ/kg e o calor gerado na caldeira é igual a 2.400
kJ/kg. A partir desses dados, a eficiência térmica ( ) desse ciclo é igual akJ/kg. A partir desses dados, a eficiência térmica ( ) desse ciclo é igual a
(A) 0,2(A) 0,2
(B) 0,3(B) 0,3
(C) 0,4(C) 0,4
(D) 0,5(D) 0,5
(E) 0,6(E) 0,6
38 - Ar aquecido a 150 o C flui sobre uma placa mantida a 50 o C. O coeficiente de38 - Ar aquecido a 150 o C flui sobre uma placa mantida a 50 o C. O coeficiente de
transferência de calor por convecção forçada é h = 75 W/(m2 . o C). Ltransferência de calor por convecção forçada é h = 75 W/(m2 . o C). Logo, a taxa deogo, a taxa de
transferência de calor para a placa através de uma área de A = 3 m3 , em kW, étransferência de calor para a placa através de uma área de A = 3 m3 , em kW, é
(A) 108,0(A) 108,0
(B) 54,3(B) 54,3
(C) 35,7(C) 35,7
(D) 22,5(D) 22,5
(E) 15,0(E) 15,0
39 - Uma máquina de condicionamento de ar mantém um ambiente a 24°C. A carga térmica39 - Uma máquina de condicionamento de ar mantém um ambiente a 24°C. A carga térmica
a ser removida desse ambiente é igual a 5 kW. Admita que o equipamento é um refa ser removida desse ambiente é igual a 5 kW. Admita que o equipamento é um refrigeradorrigerador
que opera segundo um Ciclo de Carnot e que o ambiente externo está a 35°C. Considerandoque opera segundo um Ciclo de Carnot e que o ambiente externo está a 35°C. Considerando
todos esses dados, a potência necessária estimada para acionar o equipamento, em kW, étodos esses dados, a potência necessária estimada para acionar o equipamento, em kW, é
(A) 53(A) 53
(B) 27(B) 27
(C) 22(C) 22
(D) 0,45(D) 0,45
(E) 0,18(E) 0,18
40 - A 40 - A principal irreversibilprincipal irreversibilidade interna experimentada pelo fluido de trabalho quando esteidade interna experimentada pelo fluido de trabalho quando este
circula através do circuito fechado do Ciclo de Rankine está associadacircula através do circuito fechado do Ciclo de Rankine está associada
(A) à transferência de calor dos produtos quentes da combustão para o fluido de trabalho do(A) à transferência de calor dos produtos quentes da combustão para o fluido de trabalho do
ciclo.ciclo.
(B) à expansão através da turbina.(B) à expansão através da turbina.
(C) à combustão do combustível.(C) à combustão do combustível.
(D) ao trabalho necessário fornecido à bomba para vencer os efeitos de atrito.(D) ao trabalho necessário fornecido à bomba para vencer os efeitos de atrito.
(E) aos efeitos de atrito quando o fluido escoa através da caldeira.(E) aos efeitos de atrito quando o fluido escoa através da caldeira.
41 - Um Refrigerador de Carnot apresenta coeficiente de eficácia igual a 4. Considerando que41 - Um Refrigerador de Carnot apresenta coeficiente de eficácia igual a 4. Considerando que
a temperatura da fonte fria é igual a -13 °C, a a temperatura da fonte fria é igual a -13 °C, a temperatura da fonte quente vale:temperatura da fonte quente vale:
(A) - 8,125 °C(A) - 8,125 °C
(B) - 8 °C(B) - 8 °C
(C) 320 K(C) 320 K
(D) 325 K(D) 325 K
(E) 400 K(E) 400 K