Avaliação On-Line 1 AOL 1

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34658 . 7 - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos - 20211.A 
Avaliação On-Line 1 (AOL 1) – 
Questionário 
 
Nota final Enviado: 18/03/21 00:10 (BRT) 
9/10 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“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: 
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1. 
600 J. 
2. 
250 J. 
3. 
350 J. 
4. 
400 J. 
Resposta correta 
5. 
500 J. 
2. Pergunta 2 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“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 saída mantido a 100 kPa. 
 
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q07.PNG 
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. 
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1. 
450 kW. 
2. 
333 kW. 
Resposta correta 
3. 
89,5 kW. 
4. 
21,4 kW. 
5. 
656 kW. 
3. Pergunta 3 
/1 
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. 
Ocultar opções de resposta 
1. 
Causa: não há alimentação elétrica no painel da caldeira. 
Solução: reparar instalação elétrica da caldeira. 
2. 
Causa: a alimentação de combustível está obstruída. Solução: 
desobstruir tubulação de alimentação de combustível. 
3. 
Causa: a alimentação de água está ineficiente. Solução: efetuar 
limpeza interna na caldeira. 
4. 
Causa: a válvula de segurança da caldeira está desajustada, 
liberando a pressão desnecessariamente. Solução: calibrar a 
válvula para pressão acima da PMTA. 
5. 
Causa: a alimentação de ar para a combustão está ineficiente. 
Solução: ajustar o insuflador de ar de combustão. 
Resposta correta 
4. Pergunta 4 
/1 
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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria 
possível a uma certa máquina térmica converter integralmente 
calor em trabalho. 
2. 
sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento 
seja 100%. 
3. 
qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e 
rejeita parte desse calor para uma fonte fria. 
Resposta correta 
4. 
na máquina térmica, o calor se propaga da fonte fria para a 
fonte quente. 
5. 
qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte 
quente. 
5. Pergunta 5 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Diversos aquecedores de água de alimentação e um ou dois reaquecedores, 
necessários para evitar a condensação nas pás traseiras da turbina, podem 
ser utilizados na usina. A pressão de extração para cada aquecedor é em 
geral selecionada para que as temperaturas de saturação sejam igualmente 
espaçadas. A redução no fluxo de massa, após o vapor extraído ser 
alimentado no aquecedor, resulta em uma produção menor de potência pela 
turbina. No entanto, aumenta-se a eficiência do ciclo em razão da redução 
da energia necessária pela caldeira”. 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
 
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q16.png 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª 
Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre 
termodinâmica, podemos afirmar que a imagem apresenta um ciclo de: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
Brayton, empregado em motores alternativos. 
2. 
Stirling, empregado em turbinas a gás. 
3. 
Rankine com reaquecimento, empregado em turbinas a gás. 
4. 
Stirling, empregado em motores alternativos. 
5. 
Rankine regenerativo, empregado em turbinas a vapor. 
Resposta correta 
6. Pergunta 6 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Nas máquinas à vapor o movimento é alternativo e causado pela expansão 
do vapor em um conjunto pistão-cilindro. Nele, o sentido de rotação pode 
ser invertido e por apresentarem movimento alternativo, as máquinas a 
vapor produzem mais vibração do que uma turbina a vapor que produza 
saída de potência análoga.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª 
Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Com relação aos ciclos de potência a vapor, ao se comparar máquinas a 
vapor e a turbinas a vapor, é correto afirmar que: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
a rotação da máquina a vapor equivale à rotação da turbina a 
vapor. 
2. 
a máquina a vapor possui um baixo conjugado de partida, 
enquanto na turbina o conjugado do vapor é alto. 
3. 
as vibrações da máquina a vapor são menores do que as da 
turbina a vapor. 
4. 
a máquina a vapor dispensa o uso do mecanismo biela-
manivela. 
5. 
uma a máquina a vapor pode inverter o sentido de rotação, ao 
passo que a turbina a vapor mantém inalterado o sentido de 
rotação. 
Resposta correta 
7. Pergunta 7 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Um ciclo de Rankine ideal é aquele que fornece limite superior de 
eficiência de ciclo desde que não haja perdas. Na análise do ciclo Rankine é 
útil considerar que o rendimento depende da temperatura média na qual o 
calor é fornecido e da temperatura média na qual o calor é rejeitado.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da 
Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
Considerando essas afirmações e com base nos estudos dos efeitos da 
variação de pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere 
um ciclo básico de potência a vapor, operando segundo o diagrama T-s. 
 
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q14.pngFonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª 
Ed. São Paulo. Ed. Trilha, 2016. (Adaptado) 
Analisando o ciclo segundo os estados 1-2-3-4 e suas entalpias nos 
dispositivos do sistema: h1 = 192 kJ/kg, h2 = 204 kJ/kg, h3 = 2.780 kJ/kg e 
h4 = 2.060 kJ/kg, podemos afirmar que o calor, em [kJ/kg] rejeitado pelo 
fluido de trabalho no condensador, é: 
Ocultar opções de resposta 
1. Incorreta: 
2536 [kJ/kg]. 
2. 
680 [kJ/kg]. 
3. 
1668 [kJ/kg]. 
4. 
1868 [kJ/kg]. 
Resposta correta 
5. 
1245 [kJ/kg]. 
8. Pergunta 8 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Uma máquina de Carnot é uma máquina ideal que opera em um ciclo sem 
quaisquer irreversibilidades. Ela pode operar com qualquer fluido de 
trabalho, mas um gás ideal será assumido, pelo qual equações simplificadas 
estão disponíveis.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª 
Ed. - São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Imagine, segundo os conceitos estudados em ciclo motores a vapor, uma 
máquina de Carnot que opera entre duas fontes de temperaturas Tq e Tf = 
200K e recebe cerca de 500J de calor de uma fonte quente. Considerando 
um trabalho mecânico produzido de 300 J, é correto afirmar que a 
temperatura Tq, da fonte quente será de: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
250 K. 
2. 
450 K. 
3. 
500 K. 
Resposta correta 
4. 
300 K. 
5. 
400 K. 
9. Pergunta 9 
/1 
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.” 
 
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q13.png 
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: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I e II. 
Resposta correta 
2. 
II e IV. 
3. 
III e IV. 
4. 
I e III. 
5. 
I e III. 
10. Pergunta 10 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
“Uma turbina é um dispositivo pelo qual o trabalho é extraído de um fluido 
(vapor ou gás) em um conjunto de pás rotativas... como resultado, há uma 
queda de pressão da entrada para a saída e a energia mecânica é extraída da 
turbina.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª 
Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos de 
potência de uma Máquina Térmica, pode-se afirmar que turbina a vapor 
apresenta algumas vantagens, como: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
poder ser feita reversível. 
2. 
possuir alta relação potência/tamanho. 
Resposta correta 
3. 
possuir baixa velocidade de rotação. 
4. 
necessitar lubrificação externa. 
5. 
operação abrupta e alto índice de vibração.