Prova termodinâmica

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Painel / Meus cursos / 2023ED - Termodinâmica G91-1451EAD2A / Grau e Grau / Prova Grau Iniciado em sábado, 15 jul 2023, 06:24 Estado Finalizada Concluída em sábado, 15 jul 2023, 07:27 Tempo 1 hora 2 minutos empregado Avaliar 10,00 de um máximo de 10,00(100%)Questão 1 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 As usinas termelétricas geram eletricidade a partir de turbinas movidas a vapor. ciclo de Rankine é um ciclo termodinâmico ideal que pode ser utilizado para modelar, de forma simplificada, uma usina termelétrica. A figura abaixo mostra de forma esquemática os elementos básicos de um ciclo de Rankine simples ideal. Entrada de calor Caldeira Saída de Trabalho Turbina Bomba Entrada de trabalho Saída Condensador de calor Considerando que algumas usinas termelétricas que utilizam turbinas a vapor podem ser encontradas próximas a grandes reservatórios de água, como rios e lagos, analise as seguintes afirmações: I. ciclo de Rankine simples mostrado na figura não prevê a reutilização da energia que é rejeitada no condensador e, por isso, tem um rendimento comparável ao de um ciclo de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas. II. Historicamente, a instalação de algumas usinas próximas de grandes rios se dá devido à necessidade de remover calor do ciclo, por intermédio da transferência de calor que ocorre no condensador, porém com implicações ao meio ambiente. III. Em usinas que utilizam combustíveis fósseis, o vapor gerado na caldeira é contaminado pelos gases da combustão e não é reaproveitado no ciclo, sendo mais econômico rejeitá-lo, causando impacto ambiental. IV. Entre as termelétricas, as usinas nucleares são as únicas que não causam impacto ambiental, exceto pela necessidade de se armazenar o lixo nuclear gerado. É correto que se afirma em: Escolha uma opção: a. II, III e IV. C. e IV, apenas. d. e III, apenas. e. II, apenas. Parabéns! Você acertou! Sua resposta está correta. A resposta correta é: II, apenas.Questão 2 Completo Atingiu 4,00 de 4,00 Rudolf Diesel patenteou um motor a combustão interna de elevada eficiência, cujo ciclo esta esquematizado no diagrama pressão X volume. ciclo Diesel é composto por quatro etapas, duas das quais são transformações adiabáticas. motor de Diesel é caracterizado pela compressão de ar apenas, com a injeção do combustível no final. Pressão D A V₂ Volume Explique as transformações que ocorrem partindo de B->C, D e D->A. Nesse gráfico as transformações sem troca de calor podem ser identificadas pela curva, portanto A -> e -> D não possuem troca de calor. Usando a primeira lei da termo dinâmica para o trabalho de um gás temos: Q=W+AU W = P. AU Para que haja troca de calor também precisamos ter trabalho executado e aumento de temperatura, isso pode ser observado nas transformações de -> e D -> A. Ainda podemos dizer que na transformação B -> ocorre trabalho positivo oferecendo uma maior absorção de calor. Se olharmos para lei geral dos gases em um processo isobárico notamos que a variação de volume em gerou aumento de temperatura, isso ocorre porque sistema injetou calor no processo para ter a variação de energia. Comentário: A contração isotérmica expansão isobárica em que sistema realiza trabalho e a temperatura se eleva. D expansão isotérmica D A redução de pressão isovolumétricaQuestão 3 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 A Termodinâmica é a área que se dedica ao estudo das transformações de energia. entendimento da primeira lei da Termodinâmica envolve a compreensão de algumas formas de energia, tais como calor e trabalho. A respeito da primeira Lei da Termodinâmica, avalie as afirmações a seguir: I. A energia interna permanece constante independente de qual seja sistema de estudo. II. A variação de energia interna de um sistema fechado é igual à energia transferida como calor ou trabalho através de suas fronteiras. III. Para processos adiabáticos, a variação da energia interna está associada ao trabalho realizado pelo sistema ou sobre sistema. IV. Em um processo de expansão livre em que não há trocas de calor com a vizinhança, a energia interna do sistema diminui. É correto o que se afirma em: Escolha uma opção: a. I, III e IV. b. I, e IV. C. III e IV. d. e III. Parabéns! Você acertou! e. II. Sua resposta está correta. A resposta correta é: e III. Questão 4 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 Ao passar por uma turbina adiabática (Figura abaixo), vapor inicialmente a 500°C e 3,5 MPa se expande até 200°C e 0,3 MPa, para gerar 750 kW. Qual deve ser a vazão de vapor para se atender a essa demanda?Dados: para vapor, nas condições iniciais, H₁ = 3450,9 kJ/kg; nas condições finais, H₂ = 2865,6 kJ/kg; 1 kW = kJ/s⁻¹. 500 a. m₁ = kg/s. Parabéns! Você acertou. b. = m₂ = 7,5 kg/s. C. = m₂ = 0,3 kg/s. d. = m₂ = 3,4 kg/s. e. = m₂ = 7,5 kg/s. Sua resposta está correta. A resposta correta é: = m₂ = 1,3 kg/s.Questão 5 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 Uma cozinheira distraiu-se e encostou uma parte do antebraço em uma panela muito quente, sofrendo queimadura. Admitindo que, na área de sua pele que sofreu o contato, a temperatura aumentou de 36,5 °C para 66,5 °C em 0,5 S, qual foi a potência da transferência de calor da panela para a pele da cozinheira? (Considere a capacidade térmica na pele afetada da cozinheira como 0,02 cal/°C e 1 caloria = 4,2 Joules.) a. 8.95 W b. Parabéns! Você acertou. 5.04 W C. 17.44 W d. 12.43 W e. 7.13 W Sua resposta está correta. A resposta correta é: 5.04 WQuestão 6 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão. poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter 100% de rendimento. Tal limitação ocorre porque essas máquinas a. Parabéns! Você acertou. Produzem aumento da entropia. b. Utilizam transformações adiabáticas. C. Funcionam com temperatura igual à da fonte quente. d. Contrariam a lei da conservação de energia. e. Realizam trabalho mecânico. Sua resposta está correta. A resposta correta é: Produzem aumento da entropia.Questão 7 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 Um problema que muitas vezes deve ser enfrentado em engenharia é a interpolação de valores. Nem todos os valores de propriedades físicas estão tabelados, e é comum precisarmos de um valor que não está tabelado. Neste caso é preciso obter este valor via interpolação entre os dois valores tabelados mais próximos. Um exemplo desta aplicação é para vapor d'água saturado. balanço de massa e energia de evaporadores pode depender da necessidade de valores obtidos por interpolação, especialmente quando se utiliza vapor troca térmica, ou quando vapor é retirado de uma mistura sendo concentrada (Figura abaixo). Calcule a entalpia do vapor d'água a 13 kPa que sai de um processo de concentração de café. Qual é a temperatura do vapor saturado nesta pressão? Dados: entalpia do vapor d'água saturado a 10 kPa e 45,81°C é 2584,7 kJ/kg entalpia do vapor d'água saturado a 15 kPa e 53,97°C é 2599,1 kJ/kg Café a. T = 8,16°C. C. T d. T 50,7°C. Parabéns! Você acertou. e. T = 49,89°C. Sua resposta está correta. A resposta correta é: T = 50,7°C.