Questões de Concurso Sobre sistemas termomecânicos em engenharia mecânica

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Q3498048 Engenharia Mecânica

O ciclo Brayton é o ciclo utilizado como sendo o ideal da turbina a gás. Ele é composto de quatro processos que, em ordem, são:

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Q3498039 Engenharia Mecânica

Vapor escoa com vazão mássica de 25 kg/s por uma turbina adiabática, entrando a pressão de 5 MPa, energia interna ui = 3000 kJ/kg, volume específico vi = 0,07 m³/kg e saindo a pressão de 50 kPa, energia interna uf = 2500 kJ/kg e volume específico vf = 3,4 m³/kg. Desprezando a variação de velocidade, a potência produzida por essa turbina é: 

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Q3496426 Engenharia Mecânica
Em um motor de combustão interna, a eficiência mecânica é definida como:
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Q3496425 Engenharia Mecânica
Uma turbina a vapor opera com uma eficiência isentrópica de 90%. O vapor entra na turbina a 4 MPa e 350 °C , com entalpia de 3090 kJ/kg. A entalpia do vapor na saída da turbina ideal (isentrópica) é 2200 kJ/kg. Logo, a entalpia real na saída da turbina, em kJ/kg, é: 
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Q3496424 Engenharia Mecânica
Um ciclo Diesel ideal tem uma taxa de compressão de 16 e uma razão de corte de combustível de 2. A temperatura no início da compressão é 300 K. Considerando o ar como gás ideal com k=1,4 , e assumindo que 160,4≈3 e (1/8)0,4 ≈0,43, a temperatura no final da expansão, em K, é: 
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Q3496423 Engenharia Mecânica
Um motor de combustão interna de quatro tempos, quatro cilindros, tem um diâmetro de 100 mm e um curso de 100 mm. A cilindrada do motor, em litros, é:
Obs.: Considere π≈3,0.
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Q3496422 Engenharia Mecânica
Um freezer tem um COP de 3,0 e uma capacidade de refrigeração de 12 kW. A temperatura interna do freezer é −20 °C e a temperatura ambiente é 30 °C. Nesse sentido, a taxa de rejeição de calor para o ambiente, em kW, é:
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Q3496421 Engenharia Mecânica
Em um sistema de refrigeração por compressão de vapor, a subrefrigeração do líquido, antes da válvula de expansão, age de forma principal (sobre o desempenho) no ciclo ideal: 
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Q3496420 Engenharia Mecânica
Um refrigerador opera em um ciclo por compressão de vapor com R-22. A taxa de remoção de calor do espaço refrigerado é de 30 kW. O compressor consome 6 kW de potência. O calor transferido pelo condensador é de 36 kW. Logo, o COP do refrigerador é:
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Q3496419 Engenharia Mecânica
Um sistema de refrigeração absorção de NH3-H2O opera com o gerador a 127 °C e o absorvedor a 27 °C. O evaporador está a −23 °C e o condensador a 37 °C. Portanto, o COP máximo teórico para este ciclo é: (Use 0 °C=273 K).
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Q3496418 Engenharia Mecânica
Um ciclo de refrigeração por compressão de vapor ideal usa R-134a. O evaporador opera onde a entalpia do líquido saturado é 30 kJ/kg. O condensador opera onde a entalpia do líquido saturado é 100 kJ/kg. A entalpia do vapor saturado na entrada do compressor é 250 kJ/kg. A entalpia do refrigerante na entrada do evaporador, em kJ/kg, é:
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Q3496414 Engenharia Mecânica
Uma esfera de aço (k=50 W/(m.K)) de 20 cm de diâmetro está inicialmente a 100 °C. Ela é subitamente exposta a um ambiente com temperatura de 20 °C e coeficiente de convecção de 5 W/(m2 .K). Portanto, o número de Biot é: 
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Q3496413 Engenharia Mecânica
Uma aleta retangular de cobre (k=400 W/(m.K)), com 1 mm de espessura e comprimento de 50 mm, é exposta a um ambiente com coeficiente de convecção de 20 W/(m2 .K). A temperatura da base da aleta é 100 ºC e a temperatura ambiente é 0 ºC. Por unidade de largura, a taxa de transferência de calor da aleta, se ela for considerada “muito longa” (infinita), é:

Obs.: Considere que a espessura é desprezível no cálculo do perímetro.
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Q3496407 Engenharia Mecânica
Um recipiente rígido e isolado termicamente contém 4 kg de água a 50 °C. Uma pá misturadora trabalha no interior do recipiente, elevando a temperatura da água para 60 °C. Considerando que a água tem calor específico de 4,0 kJ/(kg.K), o trabalho realizado pela pá misturadora, em kJ, é: 
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Q3496406 Engenharia Mecânica
Em um ciclo Rankine com reaquecimento, o vapor superaquecido entra na turbina de alta pressão a 8 MPa e 400 ºC, com entalpia de 3130 kJ/kg e entropia de 6,45 kJ/(kg.K). Ele se expande isentropicamente até 1 MPa, em que sua entalpia é 2700 kJ/kg. É reaquecido a 1 MPa até 400 ºC, atingindo entalpia de 3260 kJ/kg e entropia de 7,55 kJ/(kg.K). Em seguida, expande-se isentropicamente na turbina de baixa pressão até 10 kPa. No estado saturado a 10 kPa, a entalpia e a entropia do líquido saturado são de 190 kJ/kg e 0,65 kJ/(kg.K), respectivamente, as do vapor saturado são de 2590 kJ/kg e 8,15 kJ/(kg.K), respectivamente, e o volume específico do líquido saturado é de 0,001 m3 /kg.
Considerando as informações apresentadas, a potência gerada líquida do ciclo, em kW, para um fluxo de massa de vapor gerado na caldeira de 1 kg/s, é: 
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Q3496405 Engenharia Mecânica

Um refrigerador de Carnot opera entre dois ambientes: um a −23 ºC e outro a 27 ºC. Se a potência de entrada para o refrigerador é de 2 kW, então a taxa de remoção de calor do espaço refrigerado, em kW, é:


(Use 0 ºC = 273 K)

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Q3496403 Engenharia Mecânica
Um ciclo Brayton ideal opera com uma razão de pressões de 9. O compressor tem uma eficiência isentrópica de 60% e a turbina tem uma eficiência isentrópica de 90%. O ar entra no compressor a 300 K e a temperatura máxima do ciclo é de 1200 K. Considerando cp=1,0 kJ/(kg.K) e k=2 para o ar, a temperatura real do ar na saída do compressor, em Kelvin, é: 
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Q3468051 Engenharia Mecânica

A respeito de motores e máquinas térmicas, julgue o item a seguir.  


A potência de um motor é diretamente proporcional ao seu consumo de combustível, independentemente do regime de operação. 

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Q3468049 Engenharia Mecânica

A respeito de motores e máquinas térmicas, julgue o item a seguir.  


Refrigeradores são máquinas térmicas que operam em ciclo reverso, transferindo calor de uma fonte fria para uma quente. 

Alternativas
Q3468048 Engenharia Mecânica

A respeito de motores e máquinas térmicas, julgue o item a seguir.  


Turbinas a vapor são exemplos de máquinas térmicas que operam em ciclo aberto. 

Alternativas
Respostas
361: A
362: C
363: B
364: B
365: B
366: D
367: C
368: C
369: C
370: B
371: B
372: A
373: D
374: D
375: B
376: B
377: D
378: E
379: C
380: E