MotoresDeCombustao-1a

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CONCURSO PETROBRAS
ENGENHEIRO(A) DE EQUIPAMENTOS JÚNIOR - MECÂNICA
ENGENHEIRO(A) JÚNIOR - ÁREA: MECÂNICA
Motores de Combustão
Interna
Questões Resolvidas
QUESTÕES RETIRADAS DE PROVAS DA BANCA CESGRANRIO
Produzido por Exatas Concursos
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rev.1a
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Introdução
Recomendamos que o candidato primeiro estude a teoria referente a este assunto, e só depois
utilize esta apostila. Recomendamos também que o candidato primeiro tente resolver cada questão,
sem olhar a resolução, e só depois observe como nós a resolvemos. Deste modo acreditamos que este
material será de muito bom proveito.
Não será dado nenhum tipo de assistência pós-venda para compradores deste material, ou
seja, qualquer dúvida referente às resoluções deve ser sanada por iniciativa própria do comprador, seja
consultando docentes da área ou a bibliografia. Apenas serão considerados casos em que o leitor
encontrar algum erro (conceitual ou de digitação) e desejar informar ao autor tal erro a fim de ser
corrigido.
As resoluções aqui apresentadas foram elaboradas pela Exatas Concursos, única responsável
pelo conteúdo deste material. Todos nossos autores foram aprovados, dentre os primeiros lugares, em
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Índice de Questões
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2012/1
Q56 (pág. 1), Q57 (pág. 2).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2011
Q61 (pág. 3), Q62 (pág. 4).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2010/1
Q58 (pág. 5).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006
Q52 (pág. 6).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005
Q52 (pág. 5), Q53 (pág. 7), Q54 (pág. 7).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012
Q63 (pág. 8), Q64 (pág. 9), Q65 (pág. 10), Q67 (pág. 11).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2011
Q53 (pág. 12), Q54 (pág. 13), Q55 (pág. 14).
Número total de questões resolvidas nesta apostila: 16
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Motores de Combustão Interna
Questão 1
( Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2012/1 )56
A taxa de compressão é um parâmetro que limita a potên-
cia máxima indicada em motores de ignição por centelha 
que usam gasolina como combustível, uma vez que, para 
um dado motor,
(A) quanto maior a taxa de compressão, maior deve ser o 
índice de octanas, para reduzir a tendência de ocorrer 
detonação, possibilitando atingir a potência desejada.
(B) aumentando a taxa de compressão, aumenta a po-
tência de atrito, resultando em aumento da potência 
líquida.
(C) um aumento na taxa de compressão contribui para a 
queda na pressão de compressão do cilindro, resul-
tando em potência líquida máxima menor do que o 
valor desejado.
(D) uma redução da taxa de compressão requer aumento 
na concentração de álcool na gasolina, para que a po-
tência máxima desejada possa ser atingida.
(E) reduzir a taxa de compressão implica aumento da po-
tência específica em um regime de rotações mais alto, 
resultando em aumento da potência líquida do motor.
Resolução:
(A) CORRETA. Quanto maior a taxa de compressão, maior a chance de ocor-
rer detonação do combustível, sendo necessária uma maior octanagem na
gasolina para evitar a autoignição.
(B) INCORRETA. O aumento da taxa de compressão não implica o aumento da
potência de atrito.
(C) INCORRETA. Um aumento na taxa de compressão leva a uma maior pressão
de compressão do cilindro.
(D) INCORRETA. O aumento da taxa de álcool na gasolina leva a uma maior
octanagem, que se faz necessária quando existe um aumento na taxa de
compressão.
(E) INCORRETA. A redução da taxa de compressão leva a uma queda da potên-
cia específica em altas rotações.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 2
( Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2012/1 )
57
A figura acima representa o diagrama indicador de um motor de ignição por compressão. 
Analisando-se as informações presentes no diagrama, conclui-se que 
(A) o período 1 representa o atraso químico do combustível, enquanto o 2 representa o atraso físico.
(B) a formação da mistura ar-combustível ocorre no período 3.
(C) um aumento de temperatura aumentaria a duração do período 1.
(D) quanto maior for a pressão de injeção, menor será a duração do período 1.
(E) durante o período 3 ocorrem as reações de pós-combustão na subida do êmbolo.
Resolução:
(A) INCORRETA. O atraso físico ocorre no período 1, e o atraso químico no
período 2.
(B) INCORRETA. A formação da mistura ar-combustível ocorre durante o período
1.
(C) INCORRETA. Um aumento na temperatura diminuiria a duração do período 1,
favorecendo uma mistura mais rápida entre ar e combustível.
(D) CORRETA. Quanto maior a pressão de injeção, mais rápida a formação da
mistura ar-combustível.
(E) INCORRETA. Durante o período 3 a combustão está em andamento.
�� ��Alternativa (D)
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Questão 3
( Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2011 )
61
Considere os motores movidos a óleo diesel de injeção 
direta na câmara de combustão, e os motores movidos a 
gasolina, nos quais há um bico injetor para cada cilindro 
e injeção no coletor de admissão, conhecidos como multi-
ponto. Tais dados são acrescidos ao fato de que 
(A) a pressão de injeção do combustível deve ser alta o 
suficiente para pulverizar o jato e favorecer a turbulên-cia, em função de a queima nos motores a gasolina 
ser espontânea.
(B) a pressão de injeção deve ser maior que a pressão 
no tempo de compressão do motor, em decorrência 
de o combustível ser injetado dentro da câmara nos 
motores diesel.
(C) a injeção da gasolina no coletor de admissão se dá 
a uma pressão abaixo da atmosférica, a fim de que 
o fluxo de ar presente no coletor de admissão possa 
arrastar o combustível.
(D) a pressão de injeção da gasolina não deve ultrapassar 
a atmosférica em dez vezes seu valor ao nível do mar, 
para não haver detonação.
(E) os motores a diesel equipados com velas de ignição 
têm bicos injetores cuja pressão de injeção pode ser 
menor do que os motores a diesel comuns.
Resolução:
(A) INCORRETA. A queima nos motores a gasolina ocorre por centelha.
(B) CORRETA. A pressão de injeção do combustível nos motores diesel deve ser
bem maior que a pressão do ar que foi comprimido, a fim de garantir uma boa
pulverização do combustível.
(C) INCORRETA. Para que ocorra a injeção, a pressão sobre a mistura ar-
combustível deve ser maior que a atmosférica.
(D) INCORRETA. Não existe essa restrição para a pressão de injeção. O risco de
detonação ocorre apenas na câmara de combustão, e depende da octanagem
da gasolina e da taxa de compressão.
(E) INCORRETA. Os motores diesel não possuem velas de ignição, uma vez que
a sua combustão ocorre por compressão.
�� ��Alternativa (B)
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Questão 4
( Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2011 )
62
O diagrama indicador real de um motor de combustão in-
terna ICE de 4 tempos pode ser obtido por meio de ins-
trumentação adequada e está representado na figura a 
seguir, na qual P0 é a pressão atmosférica.
No diagrama, um motor aspirado funciona em carga ple-
na, com a borboleta do acelerador completamente aberta. 
Nesse contexto, analise as afirmações a seguir.
I - As áreas B e C representam as perdas por bombe-
amento na admissão e na descarga.
II - Ao ser mantida a mesma rotação do motor, se a 
borboleta do acelerador estiver parcialmente fecha-
da, a área B aumenta.
III - A linha cd representa o tempo de admissão, e como 
o motor é aspirado, está abaixo da pressão atmos-
férica P0.
Está correto o que se afirma em
(A) I, apenas.
(B) II, apenas.
(C) I e II, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Resolução:
Analisemos cada afirmação:
I - CORRETA. As áreas B e C representam as perdas por bombeamento. Na
admissão, a pressão na câmara de combustão cai abaixo da atmosférica,
e na descarga a pressão se encontra acima da atmosférica, para que os
processos de bombeamento ocorram. Isso leva a uma realização de trabalho
sobre a mistura nos processos de admissão e descarga, levando a perdas.
II - CORRETA. Com a borboleta do acelerador parcialmente fechada, necessita-
se de mais trabalho na admissão da mistura, aumentando a área B.
III - CORRETA. Para um motor aspirado, a pressão no cilindro deve estar abaixo
da atmosférica para que ocorra a admissão da mistura.
�� ��Alternativa (E)
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Questão 5
( Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2010/1 )
58
O objetivo da sobrealimentação nos motores a diesel é
(A) aumentar a potência por unidade de cilindrada produ-
zida pelo motor.
(B) aumentar o resfriamento dos cilindros.
(C) diminuir o consumo de combustível.
(D) reduzir o nível de ruído do motor.
(E) reduzir a pressão dentro dos cilindros.
Resolução:
O objetivo da sobrealimentação nos motores diesel é aumentar a potência
produzida pelo motor sem alterar a sua cilindrada. Isso é obtido aumentando a
massa de ar admitida pelos cilindros, utilizando para isso um compressor, que
pode ser acionado pelo motor ou por uma turbina introduzida no escape.
�� ��Alternativa (A)
Questão 6
( Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
52
Define-se “ar teórico” como a(o):
(A) quantidade mínima de ar que fornece o oxigênio sufici-
ente para a combustão completa de um combustível.
(B) quantidade de ar necessária para a obtenção do ponto
de orvalho de uma substância.
(C) excesso de ar oriundo do processo de oxidação dos
reagentes.
(D) massa de ar presente no processo de combustão, su-
pondo que o ar se comporte como gás ideal.
(E) massa de ar presente no processo de combustão, su-
pondo que o ar se comporte como gás real.
Resolução:
Ar teórico é definido como a quantidade estequiométrica de ar, que fornece
oxigênio suficiente para que haja a combustão completa do combustível.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 7
( Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2006 )
52
Em relação ao processo de combustão, é INCORRETO
afirmar que:
(A) a temperatura adiabática de chama é definida como
temperatura atingida pelos reagentes durante qualquer
processo de oxidação.
(B) o ar teórico é definido como quantidade mínima de ar
que fornece o oxigênio suficiente para a combustão
completa de um combustível.
(C) em um processo de combustão incompleta, poderão
existir hidrocarbonetos nos produtos de combustão.
(D) a partir de uma análise dos produtos da combustão, é
possível calcular a razão ar-combustível.
(E) muito embora os combustíveis líquidos sejam uma
mistura de vários hidrocarbonetos, é comum, na análise
de seu processo de combustão, representar sua com-
posição em termos de um único hidrocarboneto.
Resolução:
(A) INCORRETA. A temperatura adiabática de chama é definida como a temper-
atura atingida pelos produtos da combustão, considerando que o processo
seja adiabático (sem troca de calor com o meio externo).
(B) CORRETA. Ar teórico é a quantidade estequiométrica de ar, que fornece ox-
igênio suficiente para uma combustão completa.
(C) CORRETA. Hidrocarbonetos e monóxido de carbono podem estar presentes
nos produtos de uma combustão incompleta.
(D) CORRETA. É possível calcular a razão ar-combustível a partir da análise dos
produtos de combustão, fazendo um balanço dos elementos químicos pre-
sentes na reação.
(E) CORRETA. A fim de simplificar os cálculos, normalmente se representa o
combustível por um único hidrocarboneto.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 8
( Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )53
Em um processo de combustão, a temperatura adiabática
de chama é definida como aquela atingida pelo(s):
(A) reagentes, durante qualquer processo de oxidação.
(B) ar, durante qualquer processo de oxidação.
(C) produtos, durante qualquer processo de oxidação.
(D) ar, durante um processo de combustão, que ocorre sem
troca de calor, sem trabalho de eixo e sem variações de
energia cinética e potencial.
(E) produtos, durante um processo de combustão, que ocorre
sem troca de calor, sem trabalho de eixo e sem varia-
ções de energia cinética e potencial.
Resolução:
Temperatura adiabática de chama é definida como aquela atingida pelos
produtos da combustão (gases), considerando um processo de combustão sem
troca de calor, sem trabalho de eixo, e sem variação de energia cinética e potencial,
de forma que todo calor fornecido pela queima do combustível é utilizado para
aumentar a entalpia dos reagentes.
�� ��Alternativa (E)
Questão 9
( Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 )
54
Um processo de combustão ocorre de forma incompleta.
Em função deste fato, é correto afirmar que a(o):
(A) quantidade de ar fornecida para a oxidação é superior à
quantidade de ar teórico necessário.
(B) entalpia dos reagentes associados ao processo de oxi-
dação é nula.
(C) entalpia dos produtos referentes ao processo de oxida-
ção é nula.
(D) monóxido de carbono e certos hidrocarbonetos serão
produtos da oxidação.
(E) processo de oxidação ocorre sem transferência de calor.
Resolução:
(A) INCORRETA. Na combustão incompleta, a quantidade de ar fornecida para a
oxidação é inferior à quantidade de ar teórico necessário.
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(B) INCORRETA. A entalpia dos reagentes não é nula.
(C) INCORRETA. A entalpia dos produtos não é nula.
(D) CORRETA. Quando a combustão é incompleta, monóxido de carbono e outros
hidrocarbonetos podem estar presentes nos produtos da combustão.
(E) INCORRETA. Todos os processos de combustão reais envolvem transferência
de calor.
�� ��Alternativa (D)
Questão 10
( Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012 )
63
PMS PMI
2 3
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4
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V VPMS PMI
3
2
6 1
4
5
P
As linhas 2-3 dos diagramas indicadores P x V do ciclo padrão ar de Otto e do ciclo padrão ar de Diesel correspondem 
respectivamente a
(A) fornecimento de calor a volume constante e fornecimento de calor a pressão constante.
(B) fornecimento de calor a pressão constante e rejeição de calor a volume constante.
(C) fornecimento de calor a volume constante e compressão isobárica.
(D) rejeição de calor a volume constante e rejeição de calor isentrópica.
(E) compressão isentrópica e compressão isobárica.
Resolução:
As linhas 2-3 dos diagramas correspondem aos processos de fornecimento
de calor. No ciclo Otto, o processo ocorre a volume constante, e no ciclo Diesel a
pressão constante.
�� ��Alternativa (A)
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Questão 11
( Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012 )64
O rendimento térmico do ciclo padrão ar de Otto é dado pela expressão nt = 1 − r
(1−k), onde k é o expoente politrópico 
para o ar.
Para um motor cujo volume máximo deslocado por um pistão é de 488 cm3 e o volume da câmara de combustão é igual a 
61 cm3, o rendimento térmico é expressa por 
(A) ηt = 1 − 0,875
(1−k)
(B) ηt = 1 − 1,125
(1−k)
(C) ηt = 1 − 7
(1−k)
(D) ηt = 1 − 8
(1−k)
(E) ηt = 1 − 9
(1−k)
Resolução:
A taxa de compressão é definida como a relação entre o volume total do
cilindro e o volume da câmara de combustão:
r =
V1
V2
r =
V + v
v
r =
488 + 61
61
r = 9
Portanto, o rendimento será dado por:
ηt = 1− 9(1−k)
�� ��Alternativa (E)
 Material de uso exclusivo de Godofredo Moreira portador do CPF 063.809.265-50. 
 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 12
( Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012 )
65
Em ensaios distintos e nas mesmas condições de um motor aspirado que funciona tanto com álcool quanto com gasolina, 
verificou-se que a RAC na rotação de 5000 RPM foi de 13,5:1 para a gasolina e 9:1 para o álcool. Em ambos os casos o 
motor funcionou perfeitamente.
Se no ensaio com gasolina, foram consumidos 36,5 kg de combustível, a massa de álcool, em kg, consumida é
(A) 18,25
(B) 21,90
(C) 54,75
(D) 60,83
(E) 91,25
Resolução:
Para a mesma rotação, a quantidade de ar que entra no motor será a mesma
em ambos os casos.
Pela definição da relação ar-combustível:
AC =
mar
mcomb
mar = ACmcomb
Como nos dois casos a massa de ar é a mesma, então:
ACgasolinamgasolina = ACalcoolmalcool
13, 5× 36, 5 = 9malcool
malcool =
13, 5× 36, 5
9
malcool = 54, 75kg
�� ��Alternativa (C)
 Material de uso exclusivo de Godofredo Moreira portador do CPF 063.809.265-50. 
 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 13
( Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012 )
67
Um motor diesel de seis cilindros tem um volume total de 12,0 litros e taxa de compressão de 16:1.
Com base no ciclo padrão ar de Diesel, para esse motor, se a razão de corte é igual a 2,5, a razão entre o volume deslo-
cado por um cilindro ao final do processo de fornecimento de calor a pressão constante, e o volume máximo desse mesmo 
cilindro é 
(A) menor que 0,10
(B) maior que 0,10 e menor que 0,12
(C) maior que 0,12 e menor que 0,18
(D) maior que 0,18 e menor que 0,20
(E) maior que 0,20
Resolução:
Se o motor tem 6 cilindros, então o volume total de um cilindro é:
V1 =
16
6
= 2L
Como a taxa de compressão é de 16:1, pode-se calcular o volume da câ-
mara de combustão:
r =
V1
V2
16 =
2
V2
V2 = 0, 125L
O volume do cilindro após o fornecimento de calor a pressão constante pode
ser obtido pela definição da razão de corte do motor:
rc =
V3
V2
2, 5 =
V3
0, 125V3 = 0, 3125L
Portanto, a relação procurada será:
V3
V1
=
0, 3125
2
= 0, 156
�� ��Alternativa (C)
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 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 14
( Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2011 )53
O ciclo padrão a ar Otto e o ciclo padrão a ar Diesel con-
sistem em quatro processos.
Nesse contexto, considere as afirmativas a seguir. 
I - O processo de compressão isoentrópica pertence a 
ambos os ciclos.
II - O processo de fornecimento de calor a volume cons-
tante pertence a ambos os ciclos.
III - O processo de expansão isoentrópica pertence a 
ambos os ciclos.
IV - O processo de rejeição de calor a volume constante 
pertence a ambos os ciclos.
Está correto o que se afirma APENAS em
(A) I e II 
(B) II e III 
(C) III e IV 
(D) I, II e IV 
(E) I, III e IV 
Resolução:
Tanto o ciclo Otto quanto o Diesel apresentam compressão e expansão isen-
trópicas, e rejeição de calor a volume constante. A única diferença está no pro-
cesso de fornecimento de calor, que ocorre a volume constante no ciclo Otto, e a
pressão constante no ciclo Diesel.
Dessa forma, as alternativas I, III e IV estão corretas.
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 É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
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Questão 15
( Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2011 )
54
O problema da detonação que pode ocorrer no motor de 
ignição por centelha deixa de ocorrer no motor Diesel. 
PORQUE
Somente o ar é comprimido durante o curso de compres-
são do motor Diesel, ao contrário do motor de ignição por 
centelha, no qual uma mistura ar-combustível é compri-
mida.
Analisando-se as afirmações acima, conclui-se que
(A) as duas afirmações são verdadeiras, e a segunda 
justifica a primeira.
(B) as duas afirmações são verdadeiras, e a segunda não 
justifica a primeira.
(C) a primeira afirmação é verdadeira, e a segunda é 
falsa.
(D) a primeira afirmação é falsa, e a segunda é verdadeira.
(E) as duas afirmações são falsas.
Resolução:
A detonação pode ocorrer nos motores de combustão por centelha, uma
vez que nestes o combustível é injetado juntamente com o ar na admissão e, ao
ser comprimido pelo pistão, pode atingir uma temperatura que ocasione a sua
autoignição.
Já nos motores diesel isso não ocorre, pois o combustível é injetado na câ-
mara de combustão apenas depois do término do curso de compressão. Portanto,
as duas alternativas estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
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Questão 16
( Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2011 )
55
A pressão média efetiva (PME) pode ser usada como 
parâmetro para comparar o desempenho de motores 
alternativos de igual tamanho, sendo definida pela relação, 
na qual W é o trabalho e V é o volume, apresentada em
(A) 
(B) 
(C) 
(D) 
(E) 
Resolução:
A pressão média efetiva é definida como a altura de um retângulo cuja base
é o volume deslocado pelo pistão em um cilindro, e cuja área é igual ao trabalho
realizado em cada ciclo.
Dessa forma, podem-se relacionar tais grandezas da seguinte forma:
Wliq = Pef (Vmax − Vmin)
Pef =
Wliq
Vmax − Vmin �� ��Alternativa (D)
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