II PROVA TERMODINÂMICA II

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II PROVA 
TERMODINAMICA II 
 
 
01 – De acordo com o seu conhecimento em ciclos de refrigeração e bomba de calor 
responda o item em verdadeiro ou falso e marque a assertiva com a responda 
correta. 
Obs: Justifique os itens para que a questão tenha valor 
I - O ciclo frigorifico ou refrigeração é dividido em refrigeradores e bomba de calor, 
sendo que o primeiro calculamos o desemprenho/rendimento pela razão entre o calor 
liberado (Qq) o evaporador pelo trabalho líquido e o segundo é o calor de condensação 
(Qf) pelo trabalho líquido. 
 
 
 
II - O ciclo de refrigeração por compressão a vapor possui um desempenho que é 
nomeado de coeficiente de performance (COP). Esse coeficiente possui um trabalho 
líquido positivo pois a diferença entre os trabalhos é dada pelo trabalho de expansão 
menos o trabalho de compressão. Além do mais esse ciclo tem o objetivo de manter o 
ambiente a uma temperatura T mais baixa que a do ambiente. 
 
 
 
III - O ciclo frigorifico quando utilizado como bomba de calor tem o objetivo de manter 
o ambiente aquecido. Nesse sistema a temperatura do evaporador tem que ser menor 
que a temperatura ambiente para que ocorra a troca térmica e aqueça o ambiente. 
 
 
 
IV – Os trabalhos envolvidos nos ciclos gasto de energia, e o de expansão, que está 
associado ao expansor e pode ser aproveitado como fonte de trabalho na bomba de 
calor. 
 
 
Assinale a assertiva que possui a resposta correta e justifique os itens para que a questão 
tenha valor. 
a) Apenas um item está verdadeiro. 
b) Apenas dois itens estão verdadeiros. 
c) Apenas três itens estão verdadeiros. 
d) Todos os itens estão verdadeiros. 
e) Todos os itens estão falsos. 
 
02 – Um ciclo Diesel ideal que utiliza o ar como fluido de trabalho encontra-se a uma 
pressão 100 KPa, temperatura de 40 ºC antes da compressão e que a temperatura 
máxima é 1800 K. sabendo que o combustível libera 1400 kj/kg de energia durante 
a queima e que 70 % desse calor liberado é absorvido pelo fluido. Determine: (a) A 
razão de compressão. (b) A razão de compressão. (b) A temperatura e a pressão de 
exaustão. (c) O rendimento do ciclo em porcentagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: Caiu em outra prova com valores diferentes: 
02 – Um ciclo Diesel ideal que utiliza o ar como fluido de trabalho encontra-se a uma 
pressão 100 KPa, temperatura de 30 ºC antes da compressão e que a temperatura 
máxima é 1700 K. sabendo que o combustível libera 1400 kj/kg de energia durante 
a queima e que 70 % desse calor liberado é absorvido pelo fluido. Determine: (a) A 
razão de compressão. (b) A razão de compressão. (b) A temperatura e a pressão de 
exaustão. (c) O rendimento do ciclo em porcentagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
03 – De acordo com o seu conhecimento em ciclos responde em verdadeiro ou falso. 
I – O ciclo Otto possui um fato de compressão menor em relação ao Diesel, pois em um 
sistema real o primeiro não pode sofrer alta pressão devido a uma possível detonação 
precoce do fluido de trabalho, o que acarreta uma perda de potência. No entanto, o 
aumento do fator de compressão, razão entre volumes, nas mesmas proporções acarreta 
um aumento de rendimento tanto no ciclo Otto quando no Diesel, sendo que o segundo 
terá uma maior eficiência. 
 
 
 
II – O ciclo de Rankine é muito utilizado nas indústrias de geração de energia. Esse ciclo 
em relação ao ciclo Brayton, trabalhando nas mesmas condições de pressão e absorção 
de calor, possui um rendimento menor, pois o fluido trabalha no estado e realiza trabalho 
líquido. 
 
 
 
III – O ciclo de Brayton é um ciclo que se assemelha no ciclo de turbina. Neste, o fluido 
trabalha a pressões constates no processo de aquecimento e resfriamento. Sendo assim, 
ao acrescentarmos um sistema de regeneração e aumentarmos a razão de pressão 
proporcional ao ciclo de Brayton teremos um aumento no rendimento. 
 
 
 
IV – O ciclo de refrigeração assemelha-se ao ciclo de Rankine, mas no sentido inverso. 
Neste ciclo de refrigeração o trabalho gerado, isto é, o estado de expansão, não é o 
suficiente para movimentarmos o compressor, sendo considerado um ciclo que gasta 
energia, podendo assim desprezar o trabalho de expansão no cálculo de performance que 
é dado pela equação: COP = B = Qf/ Wliq = (1/Qq/Qf-1). 
 
 
 
V – No ciclo de refrigeração temos dois ciclos distintos, um nomeado de frigorifico e 
outro de bomba de calor. O frigorifico por ser um ciclo para resfriar o ambiente interno 
retira o calor quente do meio. Sendo assim o COP é dado pela formula B = 1/ (1 – Qf/Qq) 
e o da bomba de calor é dada por B = 1/(Qf/Qq - 1), sabendo que o trabalho liquido do 
sistema de refrigeração é o próprio trabalho de compressão (Wliq = Wcp = Qq – Qf). 
Marque a alternativa que possui a resposta correspondente. 
Obs: Justifique os itens para que a questão tenha valor 
A) V; V; F; F; V 
B) F; F; F; V; F 
C) F; V; V; F; V 
D) V; F; F; V; F 
E) F; F; V; V; F 
 
 
OBS: Caiu em outra prova com valores diferentes: 
03 – Um ciclo de turbina a gás para uso veicular, está mostrado na figura abaixo. Na 
primeira turbina, o gás expande até uma pressão, P5, suficiente para que a turbina 
acione o compressor. O gás é então expandido numa segunda turbina que aciona as 
rodas motrizes. Os dados deste motor estão indicados na figura. Considerando que 
o fluido de trabalho seja o ar, através de todo o ciclo, e admitindo que todos os 
processos sejam ideias, determine: 
a) Desenhe um gráfico de TxS colocando todos os pontos; 
b) As temperaturas T2, T3, T5 e T6; 
c) O trabalho de compressão; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: Caiu em outra prova com valores diferentes: 
04 – Um motor de ignição por centelha de quatro tempos, com quatro cilindros, 
funciona segundo o ciclo Otto ideal com uma vazão de compressão de 11 e um 
volume deslocado V1 – V2, de 1,8 litros. O ar está a 50ºC e 100 KPa no início do 
processo de compressão. A quantidade de calor entregue é de 1,5 KW. Considerando 
a variação dos calores específicos do ar com a temperatura, determine (a) a vazão 
mássica, a temperatura máxima e a pressão durante o ciclo (b) o trabalho líquido e 
a eficiência térmica do ciclo e (c) a pressão média efetiva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
04 – Um motor de ignição por centelha de quatro tempos, com quatro cilindros, 
funciona segundo o ciclo Otto ideal com uma vazão de compressão de 11 e um 
volume deslocado total de 1,8 litros. O ar está a 50ºC e 90 KPa no início do processo 
de compressão. A quantidade de calor entregue é de 1,5 kj por ciclo por cilindro. 
Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura, determine 
(a) a temperatura máxima e a pressão durante o ciclo (b) o trabalho líquido por ciclo 
por cilindro e a eficiência térmica do ciclo, (c) a pressão média efetiva e (d) a potência 
resultante para uma velocidade do motor de 3000 rpm.