Avaliação On-Line 3 AOL 3

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34658 . 7 - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos - 20211.A 
Avaliação On-Line 3 (AOL 3) – 
Questionário 
8/10 
1. Pergunta 1 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“O rendimento do ciclo de turbina a gás pode ser melhorado pela introdução de um 
regenerador. A figura abaixo, mostra o esquema do ciclo simples de turbina a gás, de 
ciclo aberto e com regenerador, e os diagramas p-v e T-s correspondentes ao ciclo 
padrão a ar ideal com regenerador. Note que no ciclo 1-2-x-3-4-y-1 a temperatura do 
gás de exaustão, que deixa a turbina no estado 4, é maior do que a temperatura do gás 
que deixa o compressor. Assim, o calor pode ser transferido dos gases de descarga da 
turbina para os gases a alta pressão que deixam o compressor”. 
 
IMG_24(1).JPG 
 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica 
Clássica. 4. ed. São Paulo: Blucher, 2013, p. 268. (Adaptado). 
 
Considere um ciclo de potência a gás operando com regenerador a uma razão de 
pressão igual a 10. O ar entra no compressor a uma temperatura de 300 K e na turbina 
a 1200 K. A partir dessas informações, pode-se afirmar que o trabalho líquido 
produzido na turbina e a eficiência térmica do ciclo são: 
Ocultar opções de resposta 
 
 
1. 
 
2. 
 
Resposta correta 
2. Pergunta 2 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Instalações de potência com turbinas a gás tendem a ser mais leves e compactas se 
comparadas a instalações de potência a vapor. Adicionalmente, apresentam uma 
relação favorável entre potência de saída e peso nas turbinas a gás, o que as tornam 
atrativas para aplicações em transporte, podendo-se citar, como exemplo, a propulsão 
de aeronaves e embarcações”. 
Fonte: MORAN, M. J; SHAPIRO, H. N. Princípios de Termodinâmica para Engenharia. 
Rio de Janeiro: LTC S.A., 6. ed. 2009. 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre ciclomotores a gás, 
analise as afirmativas a seguir. 
 
I. Segundo hipóteses de uma análise de ar padrão, o aumento de temperatura no 
processo de combustão se dá por transferência de calor de uma fonte externa para o 
fluido de trabalho. 
 
II. No ciclo Brayton, um trocador de calor entre a turbina e compressor reduz a 
temperatura de saída da turbina aos níveis de entrada do compressor. 
 
III. Um ciclo padrão de potência Brayton é composto por: um compressor, dois 
trocadores de calor e uma turbina. 
 
IV. O ciclo Brayton é o ciclo ideal de potência a gás, composto por caldeira, turbina, 
trocador de calor e bomba. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I, III e IV. 
2. 
II e III. 
3. 
I, II e III. 
Resposta correta 
4. 
II, III e IV. 
5. 
I e II. 
3. Pergunta 3 
/1 
“O ciclo Brayton ideal é composto por quatro processos análogos ao ciclo Rankine, 
porém, sem mudanças de fase do fluido de trabalho. Há um processo de compressão 
isentrópica no compressor, aquecimento isobárico no combustor, uma expansão 
isentrópica na turbina e um resfriamento isobárico no trocador de calor”. 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 149. (Adaptado). 
 
Considerando essas informações e os assuntos estudados no ciclo Brayton, suponha 
um ciclo de potência a gás operando com uma taxa de pressão de 6 e condições de 
entrada de 20°C e 100 kPa. Para que haja uma elevação de 1800°C na temperatura, 
pode-se afirmar que a quantidade de entrada de calor no ciclo, corresponde a: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
1380 [kJ/kg]. 
2. 
1210 [kJ/kg]. 
3. 
1700 [kJ/kg]. 
4. 
1420 [kJ/kg]. 
5. 
1584 [kJ/kg]. 
Resposta correta 
4. Pergunta 4 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Até os anos 1940, muito do trabalho da turbina era necessário para conduzir o 
compressor. Com o aumento da eficiência dos compressores e das turbinas, em virtude 
do melhor projeto de lâmina e temperatura maior de entrada para as turbinas 
(materiais com melhor resistência ao calor), os motores de turbina a gás aceitam 
diversas aplicações”. 
 
IMG_23(1).JPG 
 
 
Fonte: MORAN, M.J; SHAPIRO, H.N; BOETTNER, D.D; BALEY, M.B. Fundamentals of 
Engineering Thermodynamics. 8. ed. EUA: Wiley, 2014, p. 530-532. (Adaptado). 
 
Considerando essas informações e o diagrama, além do conteúdo estudado sobre o 
ciclo Brayton com reaquecimento, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) 
verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). 
 
I. ( ) O ciclo B possui uma área maior e, portanto, maior trabalho líquido produzido por 
unidade de massa escoando. 
 
II. ( ) O ciclo A possui uma relação de compressão maior que o ciclo B e, assim, menor 
eficiência térmica. 
 
III. ( ) O processo 1-2 ocorre no compressor e é isentrópico no ciclo padrão de potência 
ideal. 
 
IV. ( ) O processo 3-4 ocorre na turbina e é isentrópico no ciclo padrão de potência 
ideal. 
 
V. ( ) O processo 4-1 ocorre no trocador de calor, à pressão constante, no ciclo padrão 
de potência ideal. 
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
F, F, V, V, F. 
2. 
V, F, V, V, F. 
3. 
V, F, V, V, V. 
Resposta correta 
4. 
F, V, V, V, V. 
5. 
F, V, V, V, F. 
5. Pergunta 5 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“O motor Brayton, devido às eficiências do compressor e da turbina não serem 
suficientemente altas, ele não atraiu interesse industrial significativo no início de seu 
desenvolvimento. Considerando os dias atuais, o motor Brayton, referido também 
como turbina a gás, tornou-se efetivamente competitivo e eficiente sendo utilizado em 
aeronaves comerciais e militares, assim como em usinas, tanques, navios, grandes 
caminhões e até em motocicletas”. 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 315. (Adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre ciclo Brayton, qual das 
alternativas a seguir melhor justifica as relações do trabalho do compressor e da 
turbina? 
Ocultar opções de resposta 
1. 
Nesse processo, é realizado menor trabalho no compressor para realizar 
maior quantidade de trabalho na turbina. 
2. 
Nesse processo, é realizado menor trabalho no compressor para realizar 
menor quantidade de trabalho na turbina. 
3. 
Nesse processo, é realizado maior trabalho no compressor para realizar 
maior quantidade de trabalho na turbina. 
4. 
Nesse processo, é realizado menor trabalho no compressor, sem afetar o 
trabalho realizado na turbina. 
5. 
Nesse processo, é realizado maior trabalho no compressor para realizar 
menor quantidade de trabalho na turbina. 
Resposta correta 
6. Pergunta 6 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“No estudo das Máquinas Térmicas, temos que um motor térmico refere-se a um 
dispositivo que recebe calor de um reservatório e proporciona trabalho durante a 
operação em um ciclo. Por exemplo, a primeira lei descreve o modo como um motor de 
combustão interna funciona: o calor “Q” liberado pela combustão da gasolina é 
convertido no trabalho mecânico “W”.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 124-126. (Adaptado). 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudo sobre o ciclo Brayton, em relação 
aos motores a combustão, está correto o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
No ciclo Brayton ideal, tem-se dois processos isobáricos e dois processos 
adiabáticos. 
Resposta correta 
2. 
A taxa de compressão dos motores de potência à gasolina é superior à 
dos motores de potência a álcool. 
3. 
O ciclo Ericsson apresenta uma elevada eficiência e baixas reduções nas 
emissões de produtos de combustão, por meio de uma combustão 
externa. 
4. 
No ciclo Otto, a temperatura de autoignição do combustível é atingida na 
etapa de compressão, efetuando-se, assim, a explosão e expansão. 
5. 
Os ciclos termodinâmicos que abordam motores de combustão interna 
são: ciclo Otto, Diesel, Brayton e Stirling. 
7. Pergunta 7 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Considerandoo princípio de funcionamento dos motores a combustão, o ciclo ideal 
usado para modelar a turbina a gás é o ciclo Brayton. A turbina a gás pode operar em 
um ciclo aberto ou em um ciclo fechado, diferentemente dos demais motores”. 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 149. (Adaptado). 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre ciclomotores a gás, 
pode-se afirmar que, uma diferença entre o ciclo aberto e o fechado é que, nesse 
último, há a presença de um componente adicional, ou seja, de um(a): 
Ocultar opções de resposta 
1. 
válvula de expansão. 
2. 
turbina. 
3. 
bomba. 
4. 
trocador de calor. 
Resposta correta 
5. 
compressor. 
8. Pergunta 8 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Os motores que utilizam gás ideal como fluido de trabalho são conhecidos como ciclos 
de potência a gás. Esses motores não têm a vantagem de utilizar a mudança de fase 
para transferir grandes quantidades de calor. Em vez disso, um motor alimentado por 
gás move grandes quantidades de ar para produzir energia”. 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 293. (Adaptado). 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre ciclomotores a gás, 
pode-se afirmar que o ciclomotor que apresenta o ciclo termodinâmico de combustão 
externa é o: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
ciclo Miller. 
2. Incorreta: 
ciclo Rankine. 
3. 
ciclo Brayton. 
Resposta correta 
4. 
ciclo Otto. 
5. 
ciclo Diesel. 
9. Pergunta 9 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Uma função necessária à turbina é conduzir o compressor. Somente nos anos 1940 a 
turbina gerou energia suficiente para conduzir o compressor e ter energia adicional 
para ser competitiva com motores de pistão. Se a turbina e o compressor tivessem 
somente 80% de eficiência, um motor de turbina a gás não seria competitivo. À medida 
que a eficiência aumentou, os motores de turbina a gás encontraram diversas 
aplicações. Talvez a mais comum seja o motor de turbina a gás que alimenta as atuais 
aeronaves comerciais”. 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 316. 
 
Considere um ciclo de potência a gás ideal, com 3,4 [kg/s] de fluxo de massa de ar, que 
entra em um compressor a uma pressão de 0,1 MPa e temperatura 25°C e deixa-o a 
uma pressão de 0,8 MPa. O ar sai do combustor com uma temperatura média de 527°C. 
 
IMG_21(1).JPG 
 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 320. (Adaptado). 
 
Com base nessas informações e analisando o as propriedades termodinâmicas do 
sistema, pode-se afirmar que a temperatura com a qual o ar sai da turbina é: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
337K. 
2. 
414K. 
Resposta correta 
3. 
527K. 
4. 
800K. 
5. 
273K. 
10. Pergunta 10 
/1 
Leia o trecho a seguir: 
 
“Nos motores de combustão interna, o combustível queima dentro do motor enquanto 
que nos motores de combustão externa, a combustão ocorre na parte externa do 
aparelho de produção de energia. Trata-se de motores que convertem a energia 
química armazenada no combustível em trabalho mecânico”. 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1. ed. São 
Paulo: Trilha, 2016, p. 292-293. (Adaptado). 
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos motores a gás, 
analise as afirmativas a seguir. 
 
I. O ciclo de Carnot é utilizado como modelo ideal para ciclos de potência a gás de 
geração de energia. 
 
II. Motores Diesel não apresentam vela e a ignição ocorre por compressão, quando o 
combustível é injetado no volume de alta temperatura. 
 
III. O motor baseado no ciclo ideal Otto apresenta ignição por faísca e é comumente 
utilizado em automóveis de passeio e motocicletas. 
 
IV. Os motores do ciclo de potência Brayton se caracterizam por apresentarem 
motores de potência movidos a vapor. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
Ocultar opções de resposta 
1. 
I, II e IV. 
2. 
II e IV. 
3. 
II e III. 
Resposta correta 
4. 
I, III e IV. 
5. Incorreta: 
I e II.