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Num processo industrial é operado um compressor adiabático no qual é alimentado dióxido de carbono a 100 kPa e 250K a uma taxa de 0,75 kg/s e na corrente de saída está a 600 kPa e 500K – dados do CO2 (gás ideal) são fornecidos na tabela abaixo. As variações de altura e energia cinética são desprezíveis. Assinale a alternativa que corresponde a vazão volumétrica do dióxido de carbono na entrada e o consumo de potência no compressor, respectivamente.

a. 1,20 m3/s e 171,1 kW
b. 1,20 m3/s e 84,9 kW
c. 0,354 m3/s e 84,9 kW
d. 0,354 m3/s e 171,1 kW
e. 1,20 m3/s e 242,2 kW
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Aprendendo com Desafios

há 2 anos

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AVALIAÇÃO DE TERMODINÂMICA
108 pág.

AVALIAÇÃO DE TERMODINÂMICA

UNIFATECIE

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há 2 anos

Vamos analisar as alternativas: a. 1,20 m3/s e 171,1 kW b. 1,20 m3/s e 84,9 kW c. 0,354 m3/s e 84,9 kW d. 0,354 m3/s e 171,1 kW e. 1,20 m3/s e 242,2 kW Para encontrar a vazão volumétrica do dióxido de carbono na entrada, podemos usar a equação de estado dos gases ideais e a relação entre massa e volume. Já o consumo de potência no compressor pode ser calculado considerando a variação de entalpia do gás. Analisando as opções, a alternativa correta é: d. 0,354 m3/s e 171,1 kW

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AVALIAÇÃO DE TERMODINÂMICA
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AVALIAÇÃO DE TERMODINÂMICA

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Num processo de estrangulamento de vapor de água, inicialmente a 10 MPa e 400ºC passa por uma válvula de expansão isolada termicamente, conforme mostra a figura abaixo. Sabendo que a pressão cai para 2 MPa após a válvula, assinale a alternativa que corresponde a temperatura aproximada nesse ponto (2). *Para resolução deve-se utilizar a tabela de vapor.

a. 200 ºC
b. 332 ºC
c. 380 ºC
d. 240 ºC
e. 125 ºC

Num processo que envolve aquecimento de água, 5,8 kg de água líquida saturada a 55ºC é introduzida num tanque rígido isolado termicamente. O tanque contém uma resistência elétrica onde é aplicada uma diferença de potencial de 110 V (volts) consumindo uma corrente de 10 A (amperes). Após 40 minutos de operação do resistor, a temperatura final no tanque é de aproximadamente:

a. T = 275ºC.
b. T = 162ºC.
c. T = 326ºC.
d. T = 90ºC.
e. zinhança

Considerando um refrigerador que consome 85 kJ/kg de trabalho e opera com o refrigerante R-134a. O refrigerante entra no condensador a 900 kPa e 60ºC e sai como líquido saturado, a uma temperatura de 40ºC. Assinale a alternativa que corresponde o calor por unidade de massa rejeitado no condensador e o COP do refrigerador.

a. q = 340,1 kJ/kg e COP = 1,30
b. q = 195,8 kJ/kg e COP = 1,30
c. q = 195,8 kJ/kg e COP = 2,30
d. q = 340,1 kJ/kg e COP = 2,30
e. q = 340,1 kJ/kg e COP = 0,98

Num processo industrial é operado um compressor adiabático no qual é alimentado dióxido de carbono a 100 kPa e 250K a uma taxa de 0,75 kg/s e na corrente de saída está a 600 kPa e 500K. Assinale a alternativa que corresponde a vazão volumétrica do dióxido de carbono na entrada e o consumo de potência no compressor, respectivamente.

a. 1,20 m3/s e 171,1 kW
b. 1,20 m3/s e 242,2 kW
c. 0,354 m3/s e 171,1 kW
d. 1,20 m3/s e 84,9 kW
e. 0,354 m3/s e 84,9 kW

Considere um arranjo cilindro-pistão que contém uma massa de 0,60 kg de R-134a. O arranjo é submetido a um determinado processo que ocorre à pressão constante de 250 kPa, onde calor é transferido para o refrigerante R-134a, inicialmente à T= 0ºC, até uma temperatura final de 30ºC. Assinale a alternativa que corresponda a variação da entalpia do R-134a e a variação do volume do cilindro.

a. ΔH = 19,22 kJ e ΔV= 0,0116 m3.
b. ΔH = 15,78 kJ e ΔV= 0,0069 m3.
c. ΔH = 26,3 kJ e ΔV= 0,0115 m3.
d. ΔH = 15,78 kJ e ΔV= 0,0116 m3.
e. ΔH = 26,3 kJ e ΔV= 0,0069 m3.

Analise as afirmacoes abaixo à respeito da segunda lei da termodinâmica:
I. A segunda lei a propriedade termodinâmica entropia cuja variação diferencial pode ser definida por meio da razão entre o calor trocado e a temperatura, ao longo de uma trajetória irreversível.
II. As variações de entropia em um sistema isolado podem ser somente positivas ou nulas.
III. Somente a máquina térmica reversível pode operar com 100% de eficiência.
IV. Os ciclos reversíveis são menos eficientes que os irreversíveis.
a. Apenas II está correta.
b. Apenas I, III e IV estão corretas.
c. Apenas I e II estão corretas.
d. Apenas I e III estão corretas.
e. Todas as alternativas estão corretas.

Num trocador de calor de uma indústria, água de resfriamento entra nos tubos a 25ºC com uma vazão de 20 kg/s e saindo a 80ºC. No lado do casco é alimentado vapor saturado a 210ºC, o qual é parcialmente condensado, ao longo do trocador. Considerando que o trocador opera em regime permanente. Qual a taxa de transferência de calor no trocador? Dados: cp (agua) = 4,18 (kJ/kg.K).

a. 4598,0 kJ/s.
b. 2025,3 kJ/s.
c. 295,6 kJ/s.
d. 3074,8 kJ/s.
e. 537,8 kJ/s.

Qual a pressão interna no tanque após aquecer vapor saturado de amônia de 10ºC até 50ºC em uma fábrica de fertilizantes?

a. 720 kPa.
b. 980 kPa.
c. 890 kPa.
d. 945 kPa.
e. 1120 kPa.

Qual a conclusão correta da equipe de engenharia sobre a quantidade de calor a ser transferida em um processo industrial para aquecer uma massa de 500 g de oxigênio de 10ºC para 220ºC, considerando processos isobárico e a volume constante?

a. Isobárico: 321 kJ e Isovolumétrico: 321 kJ.
b. Isobárico: 98,8 kJ e Isovolumétrico: 200 kJ.
c. Isobárico: 98,8 kJ e Isovolumétrico: 71,5 kJ.
d. Isobárico: 71,5 kJ e Isovolumétrico: 100 kJ.
e. Isobárico: 71,5 kJ e Isovolumétrico: 71,5 kJ.

Qual a potência do aquecedor necessário para elevar a temperatura de uma sala de 5ºC para 25ºC em 10 minutos, considerando um ambiente termicamente isolado com dimensões de 4m x 5m x 6m e pressão atmosférica de 100 kPa?

a. P = 2,27 kW
b. P = 4,25 kW
c. P = 8,90 kW
d. P = 10,2 kW
e. P = 16,0 kW

Após a agitação de um tanque isolado e rígido contendo gás nitrogênio a 30 psia e 100ºF com fornecimento de 12,7 Btu de trabalho, qual a temperatura do nitrogênio no tanque?

a. 220ºF
b. 610ºF
c. 150ºF
d. 720ºF
e. 870ºF

Numa indústria ocorre um processo a pressão constante, onde uma massa de 20 kg de vapor de água saturado a 700 kPa é aquecida até que a temperatura atinja 250ºC. Qual o trabalho realizado pelo vapor neste processo?

a. 529,2 kJ
b. 125,6 kJ
c. 937,9 kJ
d. 251,2 kJ
e. 469,1 kJ

O gás nitrogênio por não ser muito reativo nem inflamável, é muito empregado em processos químicos quando se deseja uma atmosfera inerte. Numa certa indústria, uma massa de 500g de gás nitrogênio, inicialmente a 150 kPa e 200ºC é armazenado num conjunto cilindro-pistão. Posteriormente o nitrogênio é expandido isotermicamente até uma pressão de 70 kPa. Assinale a alternativa que corresponde ao trabalho de fronteira realizado durante esse processo. Dados: RN2 = 0,2968 kJ/(kg.K).

a. 107 kJ
b. 21,2 kJ
c. 36,2 kJ
d. 53,5 kJ
e. 116 kJ

Numa Central de potência opera uma turbina na qual a taxa de trabalho realizado pelo vapor d´água é medida em 40 MW. A turbina é alimentada com vapor a 5 MPa e 600ºC em regime permanente com uma vazão de 50 kg/s, velocidade desprezível e deixa a turbina a 400 kPa e 150ºC com uma velocidade de 200 m/s. Desprezando as variações de altura, determine a taxa de transferência de calor na turbina.

a. 8756,5 kW
b. 4682,5 kW
c. 487,1 kW
d. 1076,5 kW
e. 2222,5 kW

Num trocador de calor de uma indústria, água de resfriamento entra nos tubos a 25ºC com uma vazão de 20 kg/s e saindo a 80ºC. No lado do casco é alimentado vapor saturado a 210ºC, o qual é parcialmente condensado, ao longo do trocador. Considerando que o trocador opera em regime permanente. Qual a taxa de transferência de calor no trocador? Dados: cp (agua) = 4,18 (kJ/kg.K).

a. 295,6 kJ/s.
b. 3074,8 kJ/s.
c. 2025,3 kJ/s.
d. 4598,0 kJ/s.
e. 537,8 kJ/s.

Uma turbina adiabática a gás é alimentada com ar, inicialmente a 1,5 MPa e 600ºC, e posteriormente saindo a 125 kPa e 140ºC. As áreas de seções transversais de entrada e saída de ar da turbina são 0,30 m2 e 1,10 m2, respectivamente. E na seção de entrada a velocidade média de ar é de 60 m/s. Assinale a alternativa que corresponde a vazão mássica de ar ao longo da turbina e a potência produzida pela turbina. Dados: Rar = 0,287 kPa.m3/kg.K , cp(ar) = 1,048 kJ/kg.K

a. 50,2 kg/s e 24,2 MW
b. 50,2 kg/s e 51,7 MW
c. 80,1 kg/s e 38,6 MW
d. 107,8 kg/s e 51,7 MW
e. 107,8 kg/s e 24,2 MW

Numa indústria ocorre um processo a pressão constante, onde uma massa de 20 kg de vapor de água saturado a 700 kPa é aquecida até que a temperatura atinja 250ºC. Qual o trabalho realizado pelo vapor neste processo?

a. 251,2 kJ
b. 529,2 kJ
c. 937,9 kJ
d. 469,1 kJ
e. 125,6 kJ

Devido à ausência de cloro (agente destruidor do ozônio) em sua composição e ao fato de apresentar características físicas e termodinâmicas relativamente semelhantes ao refrigerante R-12, o R-134a é atualmente, uma das principais opções para substituição do R-12. Considere um arranjo cilindro-pistão que contém uma massa de 0,60 kg de R-134a. O arranjo é submetido a um determinado processo que ocorre à pressão constante de 250 kPa, onde calor é transferido para o refrigerante R-134a, inicialmente à T= 0ºC, até uma temperatura final de 30ºC. Assinale a alternativa que corresponda a variação da entalpia do R-134a e a variação do volume do cilindro.

a. ΔH = 19,22 kJ e ΔV= 0,0116 m3.
b. ΔH = 26,3 kJ e ΔV= 0,0115 m3.
c. ΔH = 15,78 kJ e ΔV= 0,0116 m3.
d. ΔH = 26,3 kJ e ΔV= 0,0069 m3.
e. ΔH = 15,78 kJ e ΔV= 0,0069 m3.

Todo e qualquer processo ocorre somente caso seja respeitada as leis da termodinâmica. Não há registros de aparato experimental ou dispositivo construído que violasse tais leis. Em relação à primeira e à segunda lei da termodinâmica, analise as afirmacoes a seguir: I. A primeira lei da termodinâmica também é conhecida como a Lei da Conservação da Energia. II. A primeira lei estabelece que durante qualquer ciclo termodinâmico percorrido por um sistema, a integral cíclica do calor é proporcional à integral cíclica do trabalho. III. Não é possível a realização de um ciclo termodinâmico capaz de transferir calor de um ambiente a baixa temperatura para um ambiente onde a temperatura é mais elevada, segundo a segunda lei. Assinale a alternativa correta:

a. Todas as alternativas estão corretas.
b. Apenas I e II estão corretas.
c. Apenas II e III estão corretas.
d. Apenas I, II e IV estão corretas.
e. Apenas I está correta.

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