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Avaliação On-Line 2 - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos

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praxe das ciências exatas utilizar sistemas ideais para, a partir deles, desenvolver estudo, 
previsão e modelagem de sistemas reais. Quando se trata de ciclos termodinâmicos ou 
frigoríficos, um dos mais comuns é o ciclo de Carnot. Esse ciclo opera entre duas 
temperaturas, apresentando a maior eficiência. Esse fato implica que qualquer ciclo real 
operando entre os mesmos níveis do Ciclo de Carnot apresentará eficiência menor que 
ele. 
O diagrama a seguir apresenta o ciclo de Carnot de um motor a vapor: 
 
img_BQ2 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q19.png 
Fonte: BOETTNER, Daisie D.; MORAN, Michael J.; SHAPIRO, Howard N. Fundamentals 
of engineering thermodynamics: SI version. 5. ed. Nova Jersey: Wiley, 2014, p.455. 
(Adaptado). 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre a teoria do ciclo de 
Carnot, pode-se afirmar que: 
 
 
(B) O TRABALHO REAliZADO PELO CICLO DE CARNOT É A DIFERENÇA 
 
Durante os ciclos de refrigeração, o fluido refrigerante passa por diversos processos, 
sempre retornando à condição inicial. Entre os processos mencionados, existe o 
resfriamento do ar outro fluido refrigerante, passando pelo componente evaporador. Outros 
processos, tal como condensação, também são observados no sistema de refrigeração. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos de 
refrigeração, pode-se afirmar que, durante um ciclo de refrigeração, o calor é rejeitado pelo 
refrigerante no: 
 
(A) CONDENSADOR 
 
O objetivo principal de um sistema de refrigeração é a remoção de calor de um ambiente, 
que deverá manter-se refrigerado, enviando esse calor para uma fonte quente, que 
geralmente é o meio. Define-se, portanto, o desempenho de um sistema de refrigeração 
como a razão entre a quantidade de calor trocada do sistema para o meio pelo trabalho 
desenvolvido para realizar essa troca. 
Considere um ciclo de refrigeração que utiliza freon-12 como fluido de trabalho. Sabe-se 
que o calor transferido do freon-12 durante o processo de compressão é de 5 kJ/kg, 
enquanto o calor trocado no evaporador e o trabalho no compressor valem 110 kJ/kg e 70 
kJ/kg, respectivamente. Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre 
o ciclo de Carnot, é correto afirmar que o coeficiente de desempenho desse ciclo é igual a: 
 
(A) 1,571 
 
A figura a seguir apresenta o ciclo teórico de refrigeração por compressão de vapor. Sendo 
o mais utilizado em equipamentos frigoríficos para “produção” de frio, ou seja, redução da 
temperatura no interior de determinado recipiente ou ambiente. Normalmente, o processo 
de troca de calor ocorre por intermédio do componente chamado de evaporador, que 
resfria o ar ou outro fluido que circula pelo recipiente ou ambiente refrigerado pela ação de 
um elemento ventilador. 
 
img_BQ2 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q05.png 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados a respeito do ciclo de 
refrigeração por compressão de vapor, analise as afirmativas a seguir. 
I. O processo 1-2 ocorre no compressor. Trata-se de um processo isotérmico, ou seja, o 
fluido é comprimido pelo compressor em temperatura constante. 
II. O processo 2-3 ocorre no condensador. Trata-se de um processo de rejeição de calor 
do refrigerante para o meio em pressão constante. 
III. O processo 3-4 ocorre no condensador. Trata-se de uma expansão irreversível à 
entalpia constante. 
IV. O processo 4-1 ocorre é um processo isobárico, ou seja, trata-se de um processo onde 
não ocorre variação de pressão. 
Está correto o que se afirma apenas em: 
 
(B) II E IV 
 
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: 
 
(A) a compressão dos fluidos de trabalho é essencial, uma vez que promove uma 
série de processos com o fluido refrigerante, retornando sempre à condição 
inicial. 
 
 
 
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: 
 
(A) 2,14. 
 
 
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: 
(B) 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. 
 
 
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: 
 
(A) 10,11 
 
 
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: 
 
 
(B) condensador e evaporador. 
 
 
 
Conhecendo os processos que ocorrem quando um fluido refrigerante está em ciclo 
termodinâmico (ciclo frigorífico), considere determinado sistema de refrigeração que opera 
em um ciclo onde o fluido refrigerante entra no compressor com entalpia de 100 kJ/kg e, 
sendo comprido, atinge entalpia de 120 kJ/kg. Esse fluido, após saturação, tem sua 
entalpia diminuída para 50 kJ/kg. Nesse processo, ele não troca calor com o compressor 
nem com a válvula de expansão. 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados sobre os ciclos frigoríficos, é 
correto afirmar que o coeficiente de performance desse sistema é: 
 
 
(A) 2,5