AOL1 - Máquinas Térmicas - 20212

Prévia do material em texto

Ocultar opções de resposta 
Pergunta 1 -- /1
Na propulsão de navios a vapor, utiliza-se o ciclo Rankine, no qual o fluido de trabalho é a água nas fases líquida e gasosa 
(vapor). Esse tipo de propulsão surgiu na metade do século XIX, quando se conseguiu desenvolver materiais resistentes a 
altas temperaturas, o que coincidiu com o desenvolvimento de processos de fabricação com o uso de soldagem de metais 
no lugar de rebites.
Considerando o conteúdo estudado sobre máquinas térmicas, analise as afirmativas a seguir sobre sua caracterização:
I. Opera com uma fonte quente (na caldeira)) e uma fonte fria (no condensador).
II. Opera com bombas, para introduzir água no interior da caldeira, e opera com turbina, onde se produz trabalho.
III. No condensador, retira-se calor do vapor até atingir a fase sólida (gelo).
IV. Pode-se admitir entrada de umidade no interior da turbina.
V. Os problemas identificados de corrosão nesse tipo de instalação são muito pequenos ou deletérios, porque a instalação 
encontra-se totalmente isolada ou blindada.
Está correto apenas o que se afirma em:
II e IV.
II e V.
Resposta corretaI e II.
II e III.
IV e V.
Pergunta 2 -- /1
Em um ciclo Brayton, em um diagrama pressão × volume, temos dois processos isobáricos (um na câmara de combustão e 
outro na admissão) e dois processos isoentrópicos (mesma entropia, no compressor e na turbina). A energia é transmitida na 
câmara de combustão, enquanto o trabalho feito é medido na turbina e o trabalho fornecido verifica-se no compressor.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a atuação dos compressores, analise as afirmativas a seguir 
e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) O rendimento térmico da instalação é definido pela relação entre a energia fornecida dividida pelo trabalho do 
compressor.
II. ( ) O rendimento é obtido pela razão entre o trabalho da turbina e o trabalho do compressor.
III. ( ) Dividindo-se a energia fornecida pelo trabalho da turbina, obtemos o rendimento térmico.
IV. ( ) O trabalho líquido decorre da subtração entre o trabalho produzido na turbina e o trabalho consumido no compressor. 
Tomando-se esse resultado e dividindo-o pelo calor recebido, temos o rendimento térmico em um ciclo aberto.
V. ( ) Com um trabalho líquido de 40 MJ e calor recebido de 90 MJ, temos um rendimento térmico aproximado de 0,44.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Ocultar opções de resposta 
Ocultar opções de resposta 
V, V, F, F, V.
V, F, V, F, F.
Resposta corretaF, F, F, V, V.
V, F, F, V, V.
F, V, F, V, V.
Pergunta 3 -- /1
Máquinas térmicas operam com diversos tipos de fluidos, como água, óleo diesel, etanol, querosene, para mencionar os 
mais relevantes. Na tabela a seguir, listam-se os poderes caloríficos associados:
Fluido de trabalho
Poder calorífico (kcal/kg)
Água
0
Etanol
5.500
Gasolina
9.600
Querosene
8.300
Óleo diesel
10.200
Os valores da tabela são médios, e uma caloria (cal) equivale a 4,18 J. Considerando o conteúdo estudado sobre máquinas 
térmicas, analise as afirmativas a seguir:
I. As máquinas térmicas que operam com água necessitam de maior quantidade de equipamentos para as fontes quente e 
fria.
II. Para o mesmo nível de potência, as máquinas térmicas com etanol precisam da menor quantidade de combustível.
III. Para 1,0 kg de gasolina, gera-se uma energia próxima a 10.000 J.
IV. Para uma massa igual a 4 kg, o óleo diesel gera maior quantidade de energia.
V. As substâncias citadas, após avaliação técnica, são desaconselhadas para emprego em sistemas aeronáuticos.
Está correto apenas o que se afirma em:
I e II.
III e IV.
Ocultar opções de resposta 
III e V.
II e IV.
Resposta corretaI e IV.
Pergunta 4 -- /1
Na turbina aeronáutica, como as presentes em helicópteros, utiliza-se um compressor situado na parte anterior do 
equipamento para elevação da pressão do ar. A razão de compressão é um fator técnico importante para o rendimento da 
turbina.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre máquinas térmicas, analise as afirmativas a seguir:
I. Para uma pressão atmosférica de 0,95 atm e razão de compressão igual a 6, a pressão de entrada na turbina situa-se 
próxima a 8 atm.
II. Para uma pressão atmosférica de 1,05 atm e razão de compressão igual a 7, a turbina deverá ter um fluido com pressão 
próxima de 12 atm.
III. Se o ar na admissão do compressor estiver na pressão de 1,0 atm e a turbina tiver uma pressão de operação de 9,5 atm, 
então a razão de compressão será de 8,5 atm.
IV. Se o ar na entrada do equipamento estiver a 1,40 atm e a razão de compressão for 6, então a turbina deverá operar com 
aproximadamente 8,4 atm.
V. Se o ar na entrada do equipamento estiver a 1,05 atm, com razão de compressão de 6, levará a turbina a operar com 6,3 
atm.
Está correto apenas o que se afirma em:
I e IV.
III e V.
II e III.
Resposta corretaIV e V.
II e IV.
Pergunta 5 -- /1
Ocultar opções de resposta 
Ocultar opções de resposta 
Com a variação de propriedades termodinâmicas, a água pode apresentar as fases líquida, sólida ou gasosa, sendo uma 
substância usada em ciclos de vapor ou Rankine. O gráfico a seguir decorre de atividades em um laboratório.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado nas Definições, analise as afirmativas a seguir sobre o estado 
termodinâmico de pressão = 2 atm e temperatura = 300°C, e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s):
I. ( ) Encontra-se na fase líquida.
II. ( ) Encontra-se na fase sólida.
III. ( ) Falta uma terceira propriedade para determinar o estado.
IV. ( ) Encontra-se na fase gasosa.
V. ( ) Com duas propriedades termodinâmicas, como pressão e temperatura, determina-se o estado termodinâmico de uma 
substância.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
IMG_01.png
F, V, V, F, V.
V, F, V, F, V.
V, V, F, V, F.
V, F, F, V, F.
Resposta corretaF, F, F, V, V.
Pergunta 6 -- /1
Nos ciclos Otto e Diesel, identificamos uma série de processos termodinâmicos, os quais ocorrem nos motores automotivos. 
Esses processos englobam alterações nas propriedades termodinâmicas, como a entropia, o volume específico, a 
temperatura e a pressão. Por exemplo, processos isocóricos ocorrem sem a alteração do volume, enquanto o isoentrópico é 
aquele no qual se mantém a entropia inalterada.
Considerando as informações e o conteúdo estudado nas definições, analise as asserções a seguir e a relação proposta 
entre elas.
I. Em ambos os ciclos ocorrem transformações isobáricas (a pressão constante).
Porque:
II. É a melhor forma de ampliar o rendimento térmico e reduzir custos.
A seguir, assinale a alternativa correta:
Ocultar opções de resposta 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Resposta corretaAs asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
Pergunta 7 -- /1
Na operação de máquinas térmicas, identificamos alteração na dimensão dos materiais por causa das variações de 
temperatura. Considere as informações da tabela a seguir.
Coeficiente de dilatação linear para alguns materiais
Material // Coeficiente de expansão térmica (Co -1)
Alumínio - 2,4 × 10-5
Cobre - 1,7 × 10-5
Invar - 0,09 × 10-5
Aço - 1,2 × 10-5
No interior de uma máquina térmica, há um incremento de temperatura de 300°C para uma peça de 1 m de comprimento. 
Na avaliação dos materiais a serem usados, os projetistas consideraram aço, alumínio e cobre. Por questões de espaço, a 
dilatação linear da peça não deve ser superior a 2 cm.
Considerando o conteúdo estudado sobre máquinas térmicas, pode-se afirmar que:
Tanto o aço como o alumínio conseguem atender à especificação.
Dentre as opções, o aço consegue atender à especificação técnica, enquanto os demais aproximam-se apenas.O cobre consegue atender próximo do dobro do que se requer.
Verificando-se as opções, todas aproximam-se do que foi especificado, sem atingir os 100%.
Resposta correta
Todos os materiais conseguem prover o que se requisita, sendo que a menor dilatação é 
detectada no aço.
Pergunta 8 -- /1
Ocultar opções de resposta 
Ocultar opções de resposta 
“Conforme aprende-se em Mecânica, a expressão vetorial do trabalho mecânico é o produto escalar entre uma Força e um 
deslocamento. Esse conceito pode ser constatado em sistemas de grande porte, como guindastes portuários, assim como 
na agricultura, por meio de tratores e arados.” 
Fonte: FAIRES, V.; SIMMANG, C. Termodinâmica. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1983. p. 31.
Em determinada montagem eletromecânica, deve-se elevar um compressor de massa igual a 200 kg, do térreo até o 
segundo andar, onde cada andar possui uma altura próxima de 3 metros. Esse levantamento será feito por um guindaste. 
Considerando o conteúdo estudado sobre máquinas térmicas, analise as afirmativas a seguir:
I. O trabalho a ser feito será do tipo trabalho de deslocamento de uma massa ao longo de uma distância.
II. Pode-se realizar algum trabalho, desde que haja trocadores de calor envolvidos, com trocas próximas de 2.000 J.
III. O trabalho a ser realizado será de 12.000 J.
IV. O valor do trabalho a ser feito aproxima-se de 6.000 J ou 6 kJ.
V. O trabalho a ser feito pelo guindaste deverá ser menor que 10 kJ.
Está correto apenas o que se afirma em:
II e IV.
Resposta corretaI e III.
II e III.
II e V.
IV e V.
Pergunta 9 -- /1
O volume específico é uma propriedade térmica que serve de referência para o estudo de processos em máquinas térmicas. 
Considere uma substância que ocupa um volume de 3,5 m³ e que sua massa é de 14 kg. 
De acordo com as informações e o conteúdo estudado nas definições, analise as asserções a seguir e a relação proposta 
entre elas.
I. O volume específico dessa substância é de 0,25 m3/kg.
Porque:
II. O volume específico resulta da divisão da massa pelo volume indicados ou, em números, temos 14 kg/3,5 m3, o que 
perfaz 4 kg/m3.
A seguir, assinale a alternativa correta:
A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa
Ocultar opções de resposta 
Resposta correta
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições falsas.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
Pergunta 10 -- /1
Em turbinas a vapor, a potência entregue pelo eixo decorre da expressão: Potência = fluxo de vapor (kg/s) × (hinicial – 
hfinal), onde, idealmente, assume-se que o processo na turbina seja isoentrópico. Em um ciclo Rankine, temos os seguintes 
dados para o vapor, em que h é o valor da entalpia.
Temperatura (°C) × Pressão (MPa) // Entalpia (kJ/ kg)
250°C (1 MPa) – inicial - 2938,5
139°C (0,36 MPa) ¬– final - 2140,1
Considerando essas informações e o conteúdo estudado nas definições, analise as asserções a seguir e a relação proposta 
entre elas.
I. Quando temos o fluxo de massa igual a 10 kg/s, a potência será próxima a 18 MW:
Porque:
II. A potência resulta do produto da vazão e da diferença de entalpias que, nesse caso, numericamente, temos o valor 
expresso em Watts.
A seguir, assinale a alternativa correta:
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
Resposta corretaA asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Incorreta: As asserções I e II são proposições falsas.