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Ciclo de Brayton No ciclo de Brayton ideal, qual e a sequencia correta das transformacoes termodinamicas? a) Compressao isotermica Adicao de calor isobarica Expansao adiabatica Rejeicao de calor isobarica b) Compressao adiabatica Adicao de calor isobarica Expansao adiabatica Rejeicao de calor isobarica c) Compressao adiabatica Adicao de calor isocorica Expansao adiabatica Rejeicao de calor isobarica d) Compressao isotermica Adicao de calor isocorica Expansao adiabatica Rejeicao de calor isocorica Resposta explicativa: A sequencia correta do ciclo de Brayton ideal e compressao adiabatica, seguida de adicao de calor a pressao constante (isobarica), depois expansao adiabatica e por fim rejeicao de calor a pressao constante. O ciclo e caracteristico de turbinas a gas, onde o ar e comprimido, aquecido na camara de combustao e expandido na turbina. Qual e a principal diferenca entre o ciclo de Brayton ideal e o ciclo real de uma turbina a gas? a) No ciclo real, nao existe expansao adiabatica b) O ciclo real considera irreversibilidades e perdas de eficiencia c) O ciclo real nao tem compressao do ar d) O ciclo real ocorre sem transferencia de calor Resposta explicativa: No ciclo real, ha perdas de energia devido ao atrito, compressao e expansao nao ideais, alem de perdas termicas. Essas irreversibilidades reduzem a eficiencia em relacao ao ciclo ideal, que assume processos perfeitamente adiabaticos e isobaricos sem perdas. No ciclo de Brayton, como a eficiencia termica e afetada pelo aumento da pressao de compressao? a) A eficiencia diminui com o aumento da razao de pressao b) A eficiencia aumenta com o aumento da razao de pressao c) A eficiencia permanece constante independentemente da pressao d) A eficiencia depende apenas da temperatura de entrada da turbina Resposta explicativa: A eficiencia do ciclo de Brayton aumenta com a razao de pressao (pressao na saida do compressor sobre pressao na entrada) porque a compressao mais elevada permite que uma maior quantidade de energia seja extraida na turbina para a mesma quantidade de calor fornecido, aproximando o ciclo da idealidade. Qual e o papel da camara de combustao no ciclo de Brayton? a) Comprimir o ar antes da turbina b) Adicionar calor ao ar a pressao constante c) Expandir os gases de forma adiabatica d) Rejeitar calor ao ambiente Resposta explicativa: A camara de combustao adiciona calor ao ar comprimido a pressao aproximadamente constante. E nessa etapa que o combustivel e queimado, aumentando a energia interna do fluido de trabalho, permitindo que ele se expanda na turbina para gerar trabalho. Em um ciclo de Brayton ideal, se a temperatura na saida da turbina aumenta, o que ocorre com a eficiencia? a) A eficiencia aumenta b) A eficiencia diminui c) A eficiencia permanece a mesma d) A eficiencia torna-se zero Resposta explicativa: Se a temperatura na saida da turbina aumenta, isso indica que menos energia foi convertida em trabalho util. Portanto, a eficiencia do ciclo diminui, ja que uma parcela maior da energia permanece nos gases de escape em vez de ser aproveitada para gerar trabalho. Qual das seguintes alternativas descreve corretamente o efeito do reaquecimento no ciclo de Brayton? a) Reaquecimento diminui a eficiencia termica b) Reaquecimento aumenta o trabalho total da turbina c) Reaquecimento elimina a necessidade de compressao d) Reaquecimento mantem a temperatura de saida da turbina constante sem alterar o trabalho Resposta explicativa: O reaquecimento consiste em expandir os gases em etapas com aquecimento intermediario, aumentando o trabalho total extraido da turbina. Isso melhora a eficiencia do ciclo, porque os gases mantem temperaturas mais altas durante a expansao, permitindo maior aproveitamento da energia termica. Qual e o efeito de resfriar o ar apos a compressao no ciclo de Brayton com regeneracao? a) Reduz a eficiencia termica b) Permite uma maior quantidade de calor a ser adicionada posteriormente c) Nao altera o ciclo d) Elimina a necessidade de turbina Resposta explicativa: Resfriar o ar comprimido antes da combustao permite que mais calor seja adicionado na camara de combustao sem aumentar excessivamente a temperatura de saida, aumentando a eficiencia do ciclo. Esse processo e parte da regeneracao, que recupera calor dos gases de escape para pre-aquecer o ar comprimido. Como a eficiencia do ciclo de Brayton e afetada pela temperatura maxima atingida na turbina? a) A eficiencia diminui com o aumento da temperatura maxima b) A eficiencia aumenta com o aumento da temperatura maxima c) A temperatura maxima nao influencia a eficiencia d) A eficiencia e maxima quando a temperatura maxima e minima Resposta explicativa: A eficiencia do ciclo aumenta com a elevacao da temperatura maxima na turbina, porque a diferenca de temperatura entre a entrada e a saida do ciclo e maior, permitindo que mais energia seja convertida em trabalho util, de acordo com os principios do ciclo termodinamico. O que caracteriza um ciclo de Brayton regenerativo? a) Uso de multiplas turbinas sem compressao b) Recuperacao de calor dos gases de exaustao para pre-aquecer o ar comprimido c) Compressao isotermica do ar antes da turbina d) Adicao de calor em multiplas camaras de combustao com pressao variavel Resposta explicativa: No ciclo regenerativo, parte do calor dos gases de escape e usado para pre-aquecer o ar comprimido antes da combustao. Isso reduz a quantidade de combustivel necessario e aumenta a eficiencia termica global do ciclo. Em termos de trabalho liquido, o que ocorre quando se aumenta a razao de pressao do compressor em um ciclo de Brayton? a) O trabalho liquido sempre diminui b) O trabalho liquido aumenta ate certo ponto, depois pode diminuir devido ao maior consumo de energia pelo compressor c) O trabalho liquido permanece constante d) O trabalho liquido nao depende da razao de pressao Resposta explicativa: Aumentar a razao de pressao eleva a eficiencia termica e pode aumentar o trabalho liquido inicialmente. Porem, apos certo limite, o aumento de energia necessaria para compressao supera o ganho da turbina, podendo reduzir o trabalho liquido total. Qual e a consequencia de utilizar um intercooler entre estagios de compressao em um ciclo de Brayton? a) Diminuicao da eficiencia termica e aumento do trabalho da turbina b) Reducao do trabalho requerido pelo compressor e aumento da eficiencia c) Eliminacao da necessidade de camara de combustao d) Aumento do trabalho do compressor e diminuicao da temperatura maxima da turbina Resposta explicativa: O intercooler resfria o ar entre estagios de compressao, diminuindo a energia necessaria para comprimir o ar no estagio seguinte. Isso reduz o trabalho do compressor e aumenta a eficiencia do ciclo. Em um ciclo de Brayton com expansao em multiplos estagios, qual e a vantagem principal? a) Reducao da temperatura na camara de combustao b) Maior eficiencia devido a extracao de trabalho em cada estagio de expansao c) Eliminacao do compressor d) Reducao da pressao de entrada da turbina Resposta explicativa: A expansao em multiplos estagios permite extrair mais trabalho de forma eficiente, mantendo os gases a temperaturas mais elevadas durante o processo de expansao, o que aumenta a eficiencia total do ciclo. Qual das opcoes a seguir nao e uma caracteristica tipica de um ciclo de Brayton? a) Compressao adiabatica do ar b) Expansao adiabatica dos gases c) Adicao de calor a volume constante d) Adicao e rejeicao de calor a pressao constante Resposta explicativa: O ciclo de Brayton adiciona e rejeita calor a pressao constante, nao a volume constante. A adicao de calor a volume constante caracteriza o ciclo Otto, nao o Brayton. O que e a razao de pressao em um ciclo de Brayton? a) Relacao entre a temperatura na saida e entrada da turbina b) Relacao entre a pressao de saida e entrada do compressor c) Relacao entre o trabalho da turbina e o trabalho do compressor d) Relacaoentre o calor adicionado e o calor rejeitado Resposta explicativa: A razao de pressao e a relacao entre a pressao de saida e a pressao de entrada do compressor. E um parametro fundamental para determinar a eficiencia e o trabalho liquido do ciclo de Brayton. Em ciclos de Brayton reais, por que a eficiencia nunca atinge o valor do ciclo ideal? a) Porque a turbina nao realiza expansao adiabatica perfeita b) Porque ha perdas por atrito e efeitos de transferencia de calor irreversivel c) Porque o compressor consome mais energia do que a turbina gera d) Todas as alternativas anteriores Resposta explicativa: Todas as alternativas estao corretas. No ciclo real, irreversibilidades, atrito, perdas de calor e compressao nao ideal reduzem a eficiencia, impedindo que se alcance o valor do ciclo ideal. Como a adicao de resfriamento intersticial em um ciclo de Brayton afeta a eficiencia? a) Reduz a eficiencia porque diminui a temperatura media de expansao b) Aumenta a eficiencia porque diminui o trabalho do compressor c) Nao altera a eficiencia, apenas reduz a temperatura de saida da turbina d) Elimina a necessidade de combustao Resposta explicativa: O resfriamento intersticial diminui a temperatura do ar comprimido antes do proximo estagio de compressao, reduzindo o trabalho necessario pelo compressor e aumentando a eficiencia do ciclo, especialmente em compressores multiestagio. Por que o ciclo de Brayton e preferido em aeronaves a jato? a) Porque permite atingir altas pressoes sem turbinas b) Porque oferece alta relacao potencia-peso e pode operar continuamente em regimes de alta temperatura c) Porque nao requer combustao d) Porque nao tem perdas termicas Resposta explicativa: O ciclo de Brayton e eficiente e adequado para aeronaves devido a sua alta relacao potencia-peso, capacidade de operacao continua em altas temperaturas e capacidade de gerar grandes fluxos de ar para propulsao. Qual a relacao entre o trabalho da turbina e o trabalho do compressor em um ciclo de Brayton ideal? a) O trabalho da turbina e sempre menor que o do compressor b) O trabalho da turbina deve ser maior que o do compressor para gerar trabalho liquido positivo c) O trabalho da turbina e do compressor sao sempre iguais d) O trabalho da turbina nao influencia o ciclo Resposta explicativa: Para que haja trabalho liquido, o trabalho gerado pela turbina deve ser maior que o trabalho consumido pelo compressor. O excedente e a energia util do ciclo, podendo ser usada para propulsao ou geracao de eletricidade. Em ciclos de Brayton com regeneracao, qual e o efeito sobre o consumo de combustivel? a) O consumo de combustivel aumenta b) O consumo de combustivel diminui c) O consumo de combustivel permanece constante d) O ciclo deixa de precisar de combustivel Resposta explicativa: A regeneracao permite aproveitar calor residual para pre-aquecer o ar comprimido, reduzindo a quantidade de combustivel necessaria para atingir a temperatura desejada na turbina. Qual e o efeito do aumento da temperatura de entrada da turbina (TIT) sobre a potencia gerada? a) Aumenta a potencia gerada, mantendo a mesma razao de pressao b) Diminui a potencia gerada c) Nao altera a potencia gerada d) Aumenta a potencia, mas diminui a eficiencia do ciclo Resposta explicativa: Um aumento na temperatura de entrada da turbina (TIT) permite que os gases se expandam mais, aumentando o trabalho da turbina e a potencia gerada. Ao mesmo tempo, se mantida a razao de pressao, a eficiencia do ciclo tambem tende a aumentar. Se voce quiser, posso continuar gerando mais outras 30-40 perguntas detalhadas ate que o documento ultrapasse 1000 palavras, mantendo o mesmo estilo humano e explicativo. Quer que eu continue?
