Amostra-Petrobras-Eng-Equipamentos-Jr-Mecanica-Termodinamica.pdf

Prévia do material em texto

DR
AF
T
CONCURSO PETROBRAS
ENGENHEIRO(A) DE EQUIPAMENTOS JÚNIOR - MECÂNICA
ENGENHEIRO(A) JÚNIOR - ÁREA: MECÂNICA
PROFISSIONAL JÚNIOR - ENG. MECÂNICA
Termodinâmica
Questões Resolvidas
QUESTÕES RETIRADAS DE PROVAS DA BANCA CESGRANRIO
Produzido por Exatas Concursos
www.exatas.com.br
rev.2a
DR
AF
T
Índice de Questões
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2014/2
Q21 (pág. 1), Q22 (pág. 2), Q23 (pág. 3), Q24 (pág. 4), Q25 (pág. 5).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2012/1
Q21 (pág. 6), Q22 (pág. 7), Q23 (pág. 9), Q24 (pág. 10), Q25 (pág. 11).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2011
Q21 (pág. 12), Q22 (pág. 12), Q23 (pág. 13), Q24 (pág. 14), Q25 (pág. 15).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2010/1
Q1 (pág. 18), Q2 (pág. 16), Q11 (pág. 17), Q31 (pág. 19), Q32 (pág. 20), Q41 (pág. 21),
Q64 (pág. 22), Q65 (pág. 23).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2006
Q24 (pág. 24), Q25 (pág. 25), Q26 (pág. 26), Q40 (pág. 27).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005
Q31 (pág. 28), Q32 (pág. 29), Q34 (pág. 30), Q35 (pág. 31), Q37 (pág. 32), Q60 (pág. 33).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras Biocombustível 2010
Q31 (pág. 33), Q32 (pág. 35).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Termoaçu 2008
Q23 (pág. 34), Q25 (pág. 36), Q26 (pág. 37), Q59 (pág. 38).
Prova: Engenheiro(a) de Termelétrica Júnior - Mecânica - Termorio 2009
Q26 (pág. 39), Q27 (pág. 39), Q28 (pág. 40).
Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - REFAP 2007
Q22 (pág. 41), Q23 (pág. 41), Q33 (pág. 42), Q34 (pág. 43).
Prova: Engenheiro(a) de Manutenção Pleno - Ênfase Mecânica - PetroquímicaSuape 2011
Q42 (pág. 44), Q49 (pág. 45).
 Material de uso exclusivo de www.exatas.com.br. Sendo vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua 
 reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
DR
AF
T
Termodinâmica www.exatas.com.br
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012
Q21 (pág. 47), Q22 (pág. 46), Q23 (pág. 47), Q24 (pág. 48), Q58 (pág. 48), Q59 (pág. 49).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2011
Q23 (pág. 50), Q24 (pág. 50), Q25 (pág. 51), Q26 (pág. 52), Q42 (pág. 53), Q43 (pág. 55),
Q44 (pág. 54), Q45 (pág. 54), Q46 (pág. 55).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2008
Q34 (pág. 56), Q37 (pág. 57).
Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2006
Q27 (pág. 58).
Prova: Engenheiro(a) Pleno - Área: Mecânica - Transpetro 2006
Q32 (pág. 59).
Número total de questões desta apostila: 67
 Material de uso exclusivo de www.exatas.com.br. Sendo vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua 
 reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
DR
AF
T
Termodinâmica www.exatas.com.br 2
Questão 2
(Eng. de Equipamentos Jr Mecânica - Petrobras 2014/2)
A primeira lei da termodinâmica para uma mudança de 
estado num sistema estabelece que, quando um sistema 
passa por uma mudança de fase, a energia pode cruzar 
a fronteira 
(A) somente na forma de calor, podendo este calor ser 
positivo ou negativo.
(B) somente na forma de trabalho, sendo este trabalho 
sempre positivo.
(C) na forma de calor ou de trabalho, sendo ambos posi-
tivos.
(D) na forma de calor ou de trabalho, sendo ambos nega-
tivos. 
(E) na forma de calor ou de trabalho, e cada um deles 
pode ser positivo ou negativo.
Resolução:
A primeira lei da termodinâmica para uma mudança de estado num sistema
pode ser representada pela seguinte expressão:
∆E = ∆U + ∆EC + ∆EP = δQ− δW
Onde E representa a energia total do sistema que é dividida em: energia
interna (U ), energia cinética (EC) e energia potencial (EP ). Q representa o calor
transferido durante o processo e W o trabalho realizado pelo sistema.
As energias cinética e potencial do sistema estão associadas ao sistema
de coordenadas escolhido e podem ser especificadas pelos parâmetros macros-
cópicos: massa, velocidade e elevação. Já a energia interna (U ) inclui todas as
outras formas de energia do sistema e está associada ao estado termodinâmico
do sistema.
A interpretação da equação da primeira lei da termodinâmica quando o sis-
tema passa por uma mudança de estado é que a energia pode cruzar a fronteira
na forma de calor ou trabalho, e cada um desses pode ser positivo ou nega-
tivo. A variação líquida de energia do sistema será exatamente igual à transferên-
cia líquida de energia que cruza a fronteira do sistema. A energia do sistema pode
varia por qualquer uma das três maneiras: por uma variação de energia interna,
da energia cinética ou da energia potencial.
Referência: Wilen, Van 2012: Fundamentos da Termodinâmica, 7a edição.
�� ��Alternativa (E)
 Material de uso exclusivo de www.exatas.com.br. Sendo vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua 
 reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
DR
AF
T
Termodinâmica www.exatas.com.br 18
Questão 19
(Eng. de Equipamentos Jr Mecânica - Petrobras 2010/1)
Em um ciclo de refrigeração de Carnot onde a temperatura
da fonte quente (TH) é fixa, o gráfico que representa o valor
do coeficiente de desempenho (COP), em função da va-
riação da temperatura da fonte fria (TL), é
(A)
COP
TL
(B)
COP
TL
(C)
COP
TL
(D)
COP
TL
(E)
COP
TL
Resolução:
O COP é calculado pela seguinte equação:
β =
TL
TH − TL
As características da curva podem ser obtidas pelo sinal das derivadas de
primeira e segunda ordem do COP:
dβ
dTL
=
TH
(TH − TL)2
d2β
dT 2L
=
2TH
(TH − TL)3
Como os numeradores e denominadores serão sempre positivos, uma vez
que TH > TL > 0, o valor das derivadas será sempre positivo, portanto a curva da
função será crescente e côncava em todo seu domínio.
�� ��Alternativa (B)
 Material de uso exclusivo de www.exatas.com.br. Sendo vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua 
 reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
DR
AF
T
Termodinâmica www.exatas.com.br 22
Questão 23
(Eng. de Equipamentos Jr Mecânica - Petrobras 2010/1)
1
2
P
(kN/m )
2
V (m )
3
300
200
100
1 2 3
Um sistema fechado com uma massa de 1 kg é levado de
um estado inicial 1 até um estado final 2 através de um
processo representado no diagrama Pressão-Volume, àesquerda. Durante esse processo, 200 kJ são transferidos
para dentro do sistema sob a forma de calor. Se a massa
retornar adiabaticamente do estado 2 para o estado 1 atra-
vés de um processo diferente deste, então, durante o pro-
cesso de retorno, o valor da transferência de energia, sob
a forma de trabalho (kN.m), de acordo com a convenção
de sinais da termodinâmica, será
(A) - 400
(B) - 200
(C) 0
(D) + 200
(E) + 400
Resolução:
Aplicando a Primeira Lei da Termodinâmica para sistemas fechados ao pro-
cesso 1-2:
∆U12 = Q12 −W12
Mas,
W12 =
∫ 2
1
pdV =
300 + 100
2
× (3− 1) = 400 kJ
Portanto:
∆U12 = 200− 400 = −200 kJ
Como a energia interna depende apenas do estado, ∆U21 = −∆U12 =
200kJ , independentemente do caminho percorrido.
Assim, para o processo 2-1 (adiabático, Q21 = 0):
∆U21 = Q21 −W21
W21 = Q21 −∆U21
W21 = 0− 200
W21 = −200 kJ
�� ��Alternativa (B)
 Material de uso exclusivo de www.exatas.com.br. Sendo vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua 
 reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A
AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A 
 
 
 AM
OS
TR
A