Questões de Concurso
Sobre leis e propriedades da termodinâmica em engenharia mecânica
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1 - A condução envolve a transferência de energia entre as moléculas dentro de um corpo, por contato físico. A transferência pode ser alcançada pelo contato entre corpos, podendo ser dois sólidos, ou fluidos, ou um de cada. 2 - A convecção envolve a transferência de energia térmica dentro de um fluido, por meio de uma ação de mistura. Pode ocorrer, naturalmente, por diferença de densidade ou por interferência de um agente externo. 3 - A radiação envolve a transferência de energia radiante entre dois corpos separados. Esta transferência não requer um meio contínuo. É propagada por ondas, de todos os corpos, em todas as direções. É inversamente proporcional à área, ao tipo de superfície, e diretamente proporcional à diferença de temperatura absoluta entre as superfícies. 4 - A razão de eficiência energética indica a eficiência de uma máquina frigorífica, relacionando o Efeito Frigorífico (EF) produzido e o Trabalho de Compressão (w) dispendido. 5 - A condução através de um corpo depende da área, da condutividade térmica, da espessura e da diferença de temperatura.
Estão corretos os itens
Um projetista precisa saber qual a quantidade de calor fornecida a um sistema, mostrado na Figura abaixo, para calcular o valor da resistência elétrica. Tal sistema é constituído por um pistão atuador a gás, com paredes adiabáticas, acionado por um circuito elétrico, e aparafusado em uma base,

A área do pistão é 20 cm2 , e o carrinho, que é rigidamente ligado ao pistão, é deslocado sem oferecer qualquer resistência por 15 cm para a direita, quando o gás, perfeito por hipótese, localizado à esquerda do pistão, é aquecido. Durante o deslocamento, a pressão do gás é constante e igual a 250 kPa, e a variação de energia interna do gás é igual a 18 J.
Nesse caso, a quantidade de calor, em joules, fornecida pela resistência é
Durante o ensaio de um motor de combustão interna, a média das temperaturas máximas de combustão e a média das temperaturas máximas de escape registradas são, respectivamente, 2.100°C e 750°C.
O valor máximo da eficiência térmica, em porcentagem, de tal motor não ultrapassa
A Figura abaixo ilustra a distribuição de temperatura em um trocador de calor no qual o fluido quente possui uma taxa de capacidade calorífica, Cq , muito maior do que a do fluido frio, dada por Cf . Essa é uma condição especial conhecida, na qual um trocador de calor pode ser operado. Nessa condição, a temperatura do fluido quente permanece aproximadamente constante ao longo do trocador, enquanto a temperatura do fluido frio aumenta.

Uma máquina térmica que utiliza o Ciclo de Carnot é a que apresenta o maior rendimento possível; entretanto, a máquina de Carnot tem poucas aplicações práticas.
Para superar essa dificuldade, um ciclo reversível idealizado que tem o mesmo rendimento do Ciclo de Carnot, operando entre as mesmas temperaturas, é o ciclo
Uma máquina térmica utiliza um ciclo termodinâmico reversível tendo um gás ideal como substância de trabalho. Esse ciclo passa pelos estados A, B, C e D e é composto pelos processos apresentados no Quadro a seguir:

Após a análise das informações contidas no Quadro, constata-se que o rendimento do ciclo vale, aproximadamente,
Considerando um refrigerador doméstico, instalado no interior de uma residência, com o sistema de refrigeração em operação. Analise as afirmativas relativas à primeira e segunda leis da termodinâmica:
I. A entropia no interior do refrigerador diminui ao longo do tempo.
II. A entropia do meio externo ao refrigerador aumenta.
III. A entropia global do sistema residência + refrigerador se mantém constante.
IV. A entropia do interior do refrigerador diminui devido a uma geração de entropia negativa.
V. O calor entregue ao ambiente da residência é igual ao calor removido do interior do refrigerador.
VI. A variação global de entropia não depende da diferença de temperatura entre o meio externo e interno do refrigerador.
Assinale a alternativa que apresenta somente a(s) afirmativa(s) CORRETA(S):
Considere o problema de uma esfera aquecida imersa em um fluido. Seja "h" o coeficiente de transferência de calor por convecção entre a esfera e o fluido, "R" o raio da esfera, "Ae" a área superficial externa da esfera, "V" o volume da esfera, "c" o calor específico, "ks" a condutividade térmica e "r" a massa específica do material de que é feito a esfera, "T" a temperatura da esfera, "T" a temperatura do fluido, e "t" o tempo.
I. O método da capacitância global deve ser utilizado quando a resistência térmica de convecção entre o fluido e a esfera é muito menor do que a resistência térmica de condução na esfera.
II. Quanto menor o número de Biot (Bi = h*R/ks), mais adequado é o emprego do método da capacitância global.
III. O balanço de energia corresponde ao método da capacitância global é dado por:
- h*Ae*(T-T) = r*V*c*(dT/dt)
IV. Considere uma esfera de poliestireno rígido (PS) com condutividade térmica ks = 0,04 W/m.K, raio R = 0,1 m, imersa em um tanque contendo água, em uma situação de convecção forçada ao redor da esfera, onde h = 10.000 W/m2.K; nesse caso, o método da capacitância global é altamente recomendado para a obtenção da evolução temporal da temperatura da esfera.
Assinale a alternativa que apresenta somente as afirmativas CORRETAS.
Em um processo termodinâmico reversível, um sistema fechado absorve calor sem mudar de temperatura Avalie as afirmativas a seguir:
I. Se o calor trocado é de 1.000 J e a temperatura é de 100ºC, haverá um aumento de entropia de 10 J/ºC.
II. Se a massa do sistema for de 10 gramas, considerando os dados do item I, a variação de entropia será de 1 kJ/kg. ºC.
III. Se o calor trocado for de 1.000 J e a temperatura é de -73ºC, então a variação de entropia será de 5 J/K.
IV. Se a variação de entropia for de 5 J/ºC, e o calor trocado for de 5.000 J, então a temperatura será de 1.000 ºC.
V. Esse processo é fisicamente impossível, pois se o sistema absorve calor, obrigatoriamente aumentará sua temperatura e sua entropia.
VI. Conhecendo-se o calor trocado e a temperatura do sistema, nada se pode afirmar em relação à variação da entropia
Assinale a alternativa que apresenta somente a(s) afirmativa(s) CORRETA(S):
Junto com a pressão, a vazão e o nível, a temperatura é uma das principais variáveis de processo. Sua medição e seu controle são de fundamental importância numa vasta gama de aplicações que abrange desde processos físicos e químicos até a proteção de equipamentos.
Assim, é correto afirmar que:

Após a leitura do enunciado apresentado a seguir, identifique a afirmação correta:
As propriedades termodinâmicas de uma substância são frequentemente apresentadas em um diagrama temperatura-entropia e num diagrama entalpia-entropia, também chamado diagrama de:
Considerando-se um sistema de refrigeração onde a taxa de calor absorvido pelo evaporador é de 12.000BTU’s e a taxa de calor rejeitado pelo condensador é de 16.000BTU’s, o Coeficiente de Performance (COP) é: