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Concluída em domingo, 12 mai 2024, 10:42
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Painel / Cursos / QUÍMICA BACHAREL P / LICENCIATURA-3124- TERMODINÂMICA / ATIVIDADE DE ESTUDO 02 - VALOR 0,5 PONTOS
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Questão 1
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
Nos ciclos de potência o objetivo principal do processo é a produção de trabalho na forma de rotação de um eixo. No ciclo
Rankine – ciclo ideal de potência que envolve mudança de fase do fluido de trabalho – o trabalho líquido realizado pelo ciclo
corresponde ao trabalho produzido na turbina menos o trabalho consumido na bomba. A figura abaixo mostra um ciclo
Rankine.
Fonte: Borgnakke e Sonntag (2018).
 
Considere uma usina de potência que executa um ciclo Rankine. O ciclo tem como fluido de trabalho vapor d’água e produz
uma potência líquida de 57 MW. O vapor alimenta a turbina, adiabática e reversível, a uma pressão de 8MPa e temperatura de
350ºC. O vapor sai da turbina como uma mistura líquido-vapor saturado a 50 kPa de pressão e é resfriado no condensador até
se tornar líquido saturado.  Posteriormente o líquido saturado é bombeado para a caldeira onde é aquecido e vaporizado e
retornando ao ciclo. Assinale a alternativa que corresponde à vazão mássica de vapor no ciclo.
a. 24,15 kg/s
b. 99,32 kg/s
c. 64,01 kg/s
d. 49,92 kg/s
e. 33,87 kg/s
Sua resposta está correta.
Questão 2
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
A determinação da variação da entropia durante um processo, que envolve uma substância pura, é simples e envolve apenas a
obtenção da entropia do sistema no início e no final do processo. Para avaliar a variação de entropia durante um processo
isobárico, 3,0 kg de refrigerante R-410a foi acondicionado num conjunto cilindro-pistão. No estado inicial o refrigerante estava
a 0,80 MPa e 280ºC e no estado final sua temperatura era de 40ºC.  Assinale a alternativa que corresponde a variação da
entropia durante esse processo.
a. ΔS = +0,264 kJ/K
b. ΔS = -1,758 kJ/K
c. ΔS = +0,759 kJ/K
d. ΔS = +2,845 kJ/K
e. ΔS = -0,759 kJ/K
Sua resposta está correta.
Questão 3
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
As máquinas térmicas são dispositivos que produzem trabalho a partir do calor fornecido de uma fonte quente à temperatura
(T ) e rejeitam calor para uma fonte fria, ou sumidouro, à temperatura (T ), conforme mostra a figura abaixo.
Uma determinada máquina térmica tem uma eficiência térmica de 42% e uma eficiência de segunda lei de 63%. A máquina
térmica rejeita calor para um sumidouro que esta à 298ºK. Assinale a alternativa que corresponde a temperatura da fonte que
fornece calor para essa máquina.
a. 1062ºK
b. 736ºK
c. 179ºK
d. 894ºK
e. 596ºK
H L
Sua resposta está correta.
Questão 4
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
Eficiência térmica e o coeficiente de performance são medidas de desempenho de dispositivos de engenharia. Como são
definidos com base apenas na primeira lei podem ser denominados como eficiências de primeira lei. Porém, sua medida pode
ser não realista, pois não leva em consideração o melhor desempenho possível do dispositivo. Por essa razão foi definida a
eficiência de segunda lei.
Analise as afirmações abaixo sobre eficiência de segunda lei:
 
                           I.          A eficiência de segunda lei é uma medida do desempenho de um dispositivo com relação ao seu
desempenho sob condições reversíveis.
                         II.          A eficiência de segunda lei pode ter valores maiores que 100% (maiores que 1,0) para refrigeradores e
bombas de calor.
                       III.          A eficiência de segunda lei, para as máquinas térmicas, pode ser expressa como a relação entre trabalho
útil e o trabalho reversível.
                      IV.          A eficiência de segunda lei pode ser expressa como função da exergia, com seu valor variando de zero
(destruição completa de exergia) até 1(um), no melhor caso, (nenhuma destruição de exergia).
 
Assinale a alternativa correta:
a. Apenas II está correta.
b. Apenas III e IV estão corretas.
c. Apenas I, III e IV estão corretas.
d. Todas as alternativas estão corretas.
e. Apenas I e II estão corretas.
Sua resposta está correta.
Questão 5
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
O conceito de exergia é bastante útil na análise de desempenho dos dispositivos e sistemas de engenharia. Seu conceito surgiu
como uma extensão dos princípios da primeira e segunda lei, adicionando considerações sobre processos e características dos
sistemas baseadas no uso avançado das equações da energia e da entropia. A exergia nos permite saber os limites gerais para
operação de sistemas e dispositivos, de forma que possamos projetá-los com uma ótima eficiência com uso mínimo de recursos
para realizar uma determinada tarefa.
 
Sobre o conceito de exergia analise as afirmações a seguir:
 
       I.          Um sistema fornece o máximo possível de trabalho ao passar por um processo reversível do estado inicial
especificado para o estado morto.
     II.          A exergia representa o potencial de trabalho útil do sistema no estado especificado.
   III.          A exergia representa a união da primeira e segunda lei da termodinâmica sendo reconhecida como terceira lei da
termodinâmica.
  IV.          A exergia representa o limite superior da quantidade de trabalho que um dispositivo pode produzir sem violar
nenhuma das leis da termodinâmica.
 
Assinale a alternativa correta
a. Apenas I, III e IV estão corretas.
b. Apenas II e IV estão corretas.
c. Apenas I e IV estão corretas.
d. Todas as alternativas estão corretas.
e. Apenas I está correta.
Sua resposta está correta.
Questão 6
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
Um sistema de refrigeração utiliza R-134a como fluido refrigerante. Na válvula de estrangulamento do sistema o refrigerante
entra a 1200 kPa e 40ºC e sai à 200kPa. Durante o processo, o refrigerante perde calor a uma taxa de 30 kJ/kg para a vizinhança
que está a 27ºC. As condições de entrada e saída estão especificadas na figura abaixo. Assinale a alternativa que corresponde à
geração de entropia durante esse processo.
a. 0,422 kJ/kg.K
b. 0,050 kJ/kg.K
c. 0,124 kJ/kg.K
d. 0,336 kJ/kg.K
e. 0,081 kJ/kg.K
Sua resposta está correta.
Questão 7
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
Apesar do motor de combustão interna operar em um ciclo mecânico, ele opera segundo um ciclo denominado aberto, porque
o fluido de trabalho não passa por um ciclo termodinâmico completo. Entretanto, para analisar os motores de combustão
interna, é vantajoso conceber ciclos fechados que se aproximam muito dos ciclos abertos. Uma dessas aproximações é o
chamado ciclo padrão a ar (BORGNAKKE e SONNTAG, 2018).
 
BORBNAKKE, C.; SONNTAG, R. E. Fundamentos da Termodinâmica. 1. ed. São Paulo: Blucher, 2018.
 
 Sobre as hipóteses do ciclo padrão a ar considere as afirmações a seguir:
 
  I.       O fluido de trabalho é uma massa fixa de ar ao longo de todo o ciclo, e o ar é sempre considerado como um gás ideal.
Assim, não há processo de alimentação nem de descarga.
II.       O processo de combustão é substituído por um processo de transferência de calor de uma fonte externa.
III.        O ciclo é completado pela transferência de calor às vizinhanças (diferentemente do processo de exaustão e admissão em
um motor real).
IV.       Todos os processos são internamente reversíveis.
V.       Usualmente, é admitida a hipótese adicional de que o ar apresenta calor específico constante, determinado a 300 K,
denominado propriedades do arfrio.
 
Assinale a alternativa correta:
a. Todas as alternativas estão corretas.
b. Apenas II e III estão corretas.
c. Apenas I está correta.
d. Apenas I , II e V estão corretas.
e. Apenas II, III e IV estão corretas.
Sua resposta está correta.
Questão 8
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
Um difusor é um dispositivo utilizado para desacelerar o fluido por meio do aumento de pressão. No difusor de uma indústria,
vapor alimenta o difusor a 200 kPa e 200ºC com velocidade de 700 m/s. Na saída do difusor, o vapor sai no estado saturado a
200ºC com velocidade de 40 m/s. O diâmetro na saída do difusor é 30 cm. A temperatura externa (vizinhança) ao difusor é de
20ºC e o difusor perde calor para as vizinhanças. Assinale a alternativa que corresponde à taxa de geração de entropia durante
esse processo.
a. 2,126 kW/K
b. 0,506 kW/K
c. 0,105 kW/K
d. 0,208 kW/K
e. 1,264 kW/K
Sua resposta está correta.
Questão 9
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
A indústria faz uso do gás oxigênio industrial em uma grande variedade de atividades, a mais comum é a de corte e solda,
quando ele geralmente é unido ao acetileno para gerar chama com poder de cortar metais e fundir metais para realizar soldas.
O gás oxigênio industrial é um produto requerido para o enriquecimento de chamas de formas diversas. Sendo assim, ele tem
grande presença nos processos produtivos de indústrias que precisam de chamas fortes para trabalhar metais em altas
temperaturas.
 
Disponível em: https://www.oximaster.com.br/gas-oxigenio-industrial. Acesso em: 02 set. 2022.
 
No processo de uma industria de fabricação de equipamentos industriais, uma equipe foi designada para avaliar e otimizar a
linha de oxigênio da fábrica. A tubulação instalada é isolada termicamente e tem 150 mm de diâmetro. No teste, foi selecionado
um trecho da tubulação, onde verificou-se que oxigênio entrou na tubulação com velocidade de 55 m/s a 400 kPa e 27ºC e saiu
a 270 kPa e 21ºC. Considere o gás ideal e calores específicos constantes. Assinale a alternativa que corresponde à taxa de
geração de entropia na tubulação.
 
Dados: c = 0,920 kJ/kg.K ;  R = 0,260 kJ/kg.K
a. 0,215 kW/K
b. 0,417 kW/K
c. 0,976 kW/K
d. 1,627 kW/K
e. 1,096 kW/K
p O2 O2
Sua resposta está correta.
Questão 10
Completo
Atingiu 0,05 de 0,05
Em uma indústria de processamento de óleo de soja, deseja-se aproveitar a energia de uma corrente quente do processo que
tem uma vazão de 12 kg/s de óleo de soja (c = 1,96 kJ/kg.K) a 180ºC. O objetivo seria utilizar essa corrente para aquecer uma
corrente de água (c = 4,18 kJ/kg.K)  com vazão de 7,0 kg/s, de 15ºC para 80ºC. Para isso seria utilizado um trocador casco e
tubo isolado termicamente. Assinale a alternativa que corresponde a temperatura de saída do óleo e a taxa de geração de
entropia no trocador de calor.
a. 99,1ºC e 1,33 kW/K
b. 115,2ºC e 1,33 kW/K
c. 115,2ºC e 8,32 kW/K
d. 99,1ºC e 7,05 kW/K
e. 99,1ºC e 8,32 kW/K
p
p
Sua resposta está correta.
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