Questões de Concurso Sobre termodinâmica em engenharia mecânica

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Q4090006 Engenharia Mecânica
A equipe de manutenção de uma universidade realiza testes no grupo gerador de emergência do hospital universitário, que opera com um motor de Ciclo Diesel de quatro tempos. Do ponto de vista da termodinâmica, assinale a alternativa que define corretamente a principal característica que diferencia o Ciclo Diesel Ideal do Ciclo Otto Ideal.
Alternativas
Q4090005 Engenharia Mecânica
O engenheiro responsável pela central de água gelada de uma universidade analisa o desempenho termodinâmico de um chiller que opera segundo o ciclo padrão de refrigeração por compressão de vapor. Buscando aumentar o Coeficiente de Performance (COP) do sistema sem alterar as pressões de evaporação e condensação, o engenheiro avalia o impacto do sub-resfriamento do líquido na saída do condensador e do superaquecimento do vapor na saída do evaporador. Com base na Termodinâmica Aplicada, assinale a alternativa correta em relação aos efeitos dessas modificações no ciclo. 
Alternativas
Q4084273 Engenharia Mecânica

Em relação a bombas industriais, compressores e turbinas, julgue o item subsecutivo.


Em uma turbina a vapor, a produção de trabalho é oriunda da expansão, no interior da turbina, do vapor produzido nas caldeiras, posteriormente direcionado para a turbina.

Alternativas
Q4084095 Engenharia Mecânica
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


A potência total emitida por irradiação em um radiador térmico de emissividade unitária com área superficial de 1 m2 e mantido em equilíbrio térmico à temperatura de 1.000 K excede em mais de 40% a potência térmica máxima disponibilizada pela fornalha.

Alternativas
Q4084094 Engenharia Mecânica
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


Em uma caldeira cujas paredes são formadas por múltiplas camadas uniformes, planas e paralelas, compostas por materiais distintos, uma vez estabelecido o regime estacionário, as potências térmicas conduzidas através de cada camada apresentarão o mesmo valor.

Alternativas
Q4084092 Engenharia Mecânica
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


A radiação térmica emitida pela caldeira poderia ser detectada por um observador em suas proximidades, ainda que o sistema estivesse no vácuo, pois a irradiação propagada na transferência de calor prescinde de um meio material.

Alternativas
Q4084086 Engenharia Mecânica
        Thomas Newcomen (1664-1729), de Devon, sudoeste da Inglaterra, foi um fabricante e comerciante de ferro que fornecia produtos para minas locais. Ele projetou uma máquina térmica que utilizava um pistão e uma viga móvel em seu funcionamento. O vapor era condensado abaixo do pistão, com água fria injetada dentro do cilindro, criando-se um vácuo parcial. Dessa forma, a pressão atmosférica empurrava o pistão para baixo dentro do cilindro. O cilindro era ligado a uma grande alavanca, e em uma das extremidades desta se pendurava a haste que bombeava a água, conforme ilustrado na figura a seguir. Acredita-se que Newcomen tenha produzido um ou mais motores experimentais antes da instalação do primeiro, em 1712, em uma mina de carvão. Esses motores eram máquinas grandes, com cerca de 10 m de altura, em uma casa de máquinas com a caldeira montada sob o cilindro. O primeiro motor instalado elevou água a 50 m.


Ney Rogério Rezende, História das máquinas térmicas e o desenvolvimento
das leis da termodinâmica. Rio de Janeiro, v. 1, 2021, p. 15.
Internet:<https://educapes.capes.gov.br> (com adaptações).

A partir das informações do texto precedente, e considerando que a densidade da água seja 1.000 kg/m3 , que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 e que a pressão atmosférica ao nível do mar seja 1 atm (105 Pa), julgue o item a seguir.


No processo de resfriamento e condensação de vapor descrito no texto, a forma predominante de transferência de calor no vapor se dá por convecção.

Alternativas
Q4083850 Engenharia Mecânica

Considerando princípios de funcionamento e operação de bombas, julgue o item subsecutivo.


A compressão politrópica representa um processo intermediário entre isotérmico e adiabático.

Alternativas
Q4083124 Engenharia Mecânica

Acerca dos processos de transferência de calor, julgue o item a seguir.


A convecção térmica ocorre devido ao movimento de massas de fluidos, como líquidos e gases.

Alternativas
Q4083123 Engenharia Mecânica

Acerca dos processos de transferência de calor, julgue o item a seguir.


O calor sempre flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.

Alternativas
Q4057032 Engenharia Mecânica
Os ciclos térmicos de potência são fundamentais para a geração de energia, sendo o ciclo de Rankine a base para o funcionamento de usinas termelétricas a vapor. No contexto das leis da termodinâmica aplicadas a máquinas térmicas, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q4057030 Engenharia Mecânica
O projeto de trocadores de calor e sistemas de refrigeração deve maximizar a taxa de transferência de energia minimizando o consumo de trabalho externo. Considerando os ciclos de refrigeração e equipamentos térmicos, analise as afirmativas a seguir.

I.No ciclo de refrigeração por compressão de vapor, o fluido refrigerante entra no compressor na fase de vapor superaquecido e sai na fase de mistura líquido-vapor.
II.Trocadores de calor do tipo casco e tubos utilizam chicanas internas para aumentar a turbulência do fluido no casco e melhorar o coeficiente global de transferência de calor.
III.O uso de economizadores em caldeiras industriais visa pré-aquecer a água de alimentação utilizando o calor residual contido nos gases de exaustão da chaminé.

Está correto o que se afirma em: 
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042331 Engenharia Mecânica
A velocidade do vento é um fator determinante na análise térmica predial, afetando diretamente as perdas ou os ganhos de calor através do envelope da construção. Em termos físicos, o efeito de resfriamento provocado pelo vento em uma parede externa decorre do:  
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042330 Engenharia Mecânica
Materiais isolantes, como a fibra de vidro ou espumas poliméricas, apresentam baixos valores de condutividade térmica efetiva. O mecanismo físico que garante a eficácia desses materiais fundamentase em:
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042329 Engenharia Mecânica
No balanço de energia de uma superfície opaca, a parcela de irradiação que efetivamente altera a energia térmica interna do meio é a: 
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042328 Engenharia Mecânica
Um sistema de resfriamento pode operar por diferentes modos de transporte de energia entre uma superfície e um fluido adjacente. A distinção fundamental entre os regimes de convecção reside na origem do movimento do fluido, sendo que, na convecção natural, o escoamento:
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042326 Engenharia Mecânica
Em uma central termoelétrica a vapor, um engenheiro mecânico acompanha a operação do ciclo e do sistema de rejeição de calor. Após uma intervenção, a bomba do ciclo passou a exigir maior trabalho de eixo para manter a mesma condição de pressurização, enquanto as condições da turbina e o calor fornecido na caldeira permaneceram equivalentes aos do teste anterior. Os efeitos da alteração no trabalho da bomba sobre o trabalho líquido, a eficiência térmica, a taxa de calor e a razão de retorno de trabalho, respectivamente, foram: 
Alternativas
Ano: 2026 Banca: UERJ Órgão: UERJ Prova: UERJ - 2026 - UERJ - Engenheiro Mecânico |
Q4042325 Engenharia Mecânica
Um engenheiro mecânico avalia, em relatório de projeto, um ciclo reversível operando entre dois reservatórios térmicos a temperaturas TH e TC. O mesmo arranjo pode operar como ciclo de potência ou como ciclo de refrigeração/bomba de calor. No ciclo de potência e no ciclo de refrigeração, o trabalho líquido, respectivamente, ocorre:  
Alternativas
Q4032968 Engenharia Mecânica
O sistema de arrefecimento controla a temperatura dos motores de combustão interna Em relação a isso, analise as assertivas:
I. O radiador atua como um trocador de calor entre a água e o ar.
II. A válvula termostática impede que o motor trabalhe frio por muito tempo.
III. A ventoinha força o ar pelas aletas do radiador.
Está(ão) CORRETA(S) 
Alternativas
Q4029895 Engenharia Mecânica
Durante um experimento, uma barra de aço de 1 metro de comprimento é aquecida e sofre um aumento de temperatura de 50 °C. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do aço é aproximadamente

α =12×10−6C

Qual é a variação de comprimento?
Alternativas
Respostas
1: D
2: C
3: C
4: C
5: C
6: C
7: C
8: C
9: C
10: C
11: A
12: A
13: C
14: B
15: D
16: C
17: C
18: B
19: E
20: C