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Ciclo de Brayton Qual das alternativas a seguir descreve corretamente o ciclo de Brayton? a) Um ciclo termodinamico em que a compressao e a expansao ocorrem a temperatura constante. b) Um ciclo termodinamico com compressao e expansao adiabatica. c) Um ciclo termodinamico onde a compressao ocorre a pressao constante e a expansao a volume constante. d) Um ciclo onde o fluido de trabalho e resfriado apenas durante a compressao. Resposta correta: b) Um ciclo termodinamico com compressao e expansao adiabatica. Explicacao: O ciclo de Brayton e caracterizado por processos adiabaticos, onde nao ha troca de calor com o ambiente durante a compressao e a expansao do fluido de trabalho. No ciclo de Brayton, qual e a principal funcao do compressor? a) Aumentar a pressao do fluido de trabalho. b) Aumentar a temperatura do fluido de trabalho. c) Abaixar a pressao do fluido de trabalho. d) Abaixar a temperatura do fluido de trabalho. Resposta correta: a) Aumentar a pressao do fluido de trabalho. Explicacao: O compressor tem a funcao de aumentar a pressao do fluido de trabalho, o que implica em uma reducao de volume e um aumento de temperatura, se o processo for adiabatico. Durante a fase de expansao no ciclo de Brayton, o fluido de trabalho sofre um processo: a) Isotermico. b) Adiabatico. c) Isobarico. d) Isochorico. Resposta correta: b) Adiabatico. Explicacao: A expansao ocorre de maneira adiabatica, ou seja, sem troca de calor com o ambiente. Isso faz com que o fluido de trabalho realize trabalho sobre a turbina e a temperatura diminua. Em um ciclo de Brayton ideal, qual e a principal funcao da turbina? a) Compressao do fluido de trabalho. b) Aumentar a temperatura do fluido de trabalho. c) Extrair energia do fluido de trabalho e gerar trabalho. d) Substituir a energia termica pela energia mecanica. Resposta correta: c) Extrair energia do fluido de trabalho e gerar trabalho. Explicacao: A turbina aproveita a energia do fluido de trabalho, que se expande adiabaticamente, para gerar trabalho mecanico, o que resulta em um aumento da velocidade da turbina. Qual e o principal objetivo de usar um ciclo de Brayton em turbinas a gas? a) Maximizar a eficiencia termica. b) Aumentar a velocidade do fluido de trabalho. c) Aumentar a quantidade de calor absorvido pelo fluido. d) Converter energia termica em energia mecanica. Resposta correta: d) Converter energia termica em energia mecanica. Explicacao: O ciclo de Brayton e amplamente utilizado em turbinas a gas para converter a energia termica do fluido de trabalho (gerada pela queima de combustivel) em energia mecanica, que pode ser usada para gerar eletricidade ou propulsao. No ciclo de Brayton, qual dos seguintes processos ocorre a volume constante? a) Compressao do fluido de trabalho. b) Aquecimento do fluido de trabalho. c) Expansao do fluido de trabalho. d) Resfriamento do fluido de trabalho. Resposta correta: b) Aquecimento do fluido de trabalho. Explicacao: Durante a fase de aquecimento, o fluido de trabalho e aquecido a pressao constante, geralmente em um gerador de calor, como uma camara de combustao. Em que situacao o ciclo de Brayton e considerado irreversivel? a) Quando a compressao e expansao sao adiabaticas, mas nao isotermicas. b) Quando ha troca de calor com o ambiente durante a compressao. c) Quando a turbina e o compressor nao sao ideais. d) Quando o fluido de trabalho e um gas perfeito. Resposta correta: c) Quando a turbina e o compressor nao sao ideais. Explicacao: O ciclo de Brayton e considerado irreversivel quando ha perdas de energia devido a friccao, dissipacao de calor e outros fatores relacionados a nao idealidade dos componentes como a turbina e o compressor. Qual e a vantagem principal do ciclo de Brayton em comparacao com outros ciclos termodinamicos? a) Maior eficiencia termica em baixas temperaturas. b) Facilidade de operacao com diferentes combustiveis. c) Menor producao de poluentes. d) Simplicidade na operacao e controle. Resposta correta: b) Facilidade de operacao com diferentes combustiveis. Explicacao: O ciclo de Brayton e amplamente utilizado em motores a jato e turbinas a gas porque pode operar com uma ampla variedade de combustiveis, como querosene, gas natural, e ate biocombustiveis, tornando-o flexivel e eficiente. Qual dos seguintes fatores influencia diretamente a eficiencia de um ciclo de Brayton? a) A diferenca de temperatura entre a entrada e a saida do fluido de trabalho. b) O tamanho do compressor. c) O numero de turbinas utilizadas. d) A pressao do combustivel. Resposta correta: a) A diferenca de temperatura entre a entrada e a saida do fluido de trabalho. Explicacao: A eficiencia de um ciclo de Brayton ideal depende da diferenca de temperatura entre a fonte quente (geralmente a chama de combustao) e a fonte fria (geralmente o ambiente), quanto maior essa diferenca, maior a eficiencia termica do ciclo. Qual e a principal limitacao de um ciclo de Brayton ideal? a) Eficiencia extremamente baixa. b) Dificuldade em resfriar o fluido de trabalho. c) Nao ser aplicavel a turbinas a gas. d) A necessidade de altas pressoes para operacao. Resposta correta: d) A necessidade de altas pressoes para operacao. Explicacao: Para que o ciclo de Brayton seja eficiente, e necessario operar a altas pressoes, o que exige equipamentos robustos e aumenta os custos operacionais e de manutencao. Em um ciclo de Brayton ideal, qual e a consequencia de um aumento na pressao de compressao? a) Aumento na eficiencia do ciclo. b) Diminuicao na eficiencia do ciclo. c) Aumento na quantidade de trabalho gerado. d) Reducao na quantidade de calor consumido. Resposta correta: a) Aumento na eficiencia do ciclo. Explicacao: O aumento na pressao de compressao leva a um aumento na eficiencia do ciclo, pois resulta em um maior gradiente de temperatura, o que melhora a conversao de calor em trabalho. Quais sao os principais componentes de um ciclo de Brayton? a) Compressor, camara de combustao, turbina e condensador. b) Compressor, camara de combustao, turbina e bomba. c) Compressor, turbina, resfriador e valvulas. d) Compressor, turbina, gerador e bomba de calor. Resposta correta: a) Compressor, camara de combustao, turbina e condensador. Explicacao: O ciclo de Brayton e composto principalmente por um compressor, uma camara de combustao (onde ocorre o aquecimento), uma turbina (que gera trabalho) e um condensador (onde o fluido de trabalho pode ser resfriado). O que acontece com a temperatura do fluido de trabalho apos a expansao na turbina no ciclo de Brayton? a) A temperatura permanece constante. b) A temperatura aumenta. c) A temperatura diminui. d) A temperatura varia dependendo do tipo de fluido utilizado. Resposta correta: c) A temperatura diminui. Explicacao: Durante a expansao na turbina, o fluido de trabalho realiza trabalho sobre a turbina e, como resultado, sua temperatura diminui devido a expansao adiabatica. Em um ciclo de Brayton real, a eficiencia pode ser aumentada por: a) Melhorar a compressao e expansao, tornando-os mais proximos dos processos ideais. b) Reduzir o volume da camara de combustao. c) Aumentar a quantidade de combustivel queimado. d) Abaixar a pressao da turbina. Resposta correta: a) Melhorar a compressao e expansao, tornando-os mais proximos dos processos ideais. Explicacao: A eficiencia do ciclo de Brayton real pode ser aumentada minimizando as perdas de calor e melhorando a operacao do compressor e da turbina, aproximando-os dos processos ideais. **No ciclo de Brayton, o que acontece quando a temperatura da fonte quente e aumentada?