A termodinâmica clássica enfatiza principalmente os estados de equilíbrio e as mudanças de um estado de equilíbrio a outro. Assim, o conceito de equilíbrio é fundamental. A respeito do tema examine as afirmações a seguir e assinale a opção correta.

I. Em mecânica, equilíbrio significa uma condição de estabilidade mantida por uma igualdade de forças que se opõem. Em termodinâmica esse conceito é mais abrangente, porém não inclui um equilíbrio de forças decorrente de outras influências.
II. Pode-se fazer um teste para verificar se o sistema está em equilíbrio termodinâmico através do seguinte procedimento: isole o sistema de suas vizinhanças e aguarde por mudanças em suas propriedades observáveis. Se não ocorrerem mudanças, concluímos que o sistema estava em equilíbrio quando foi isolado.
III. No equilíbrio, a temperatura é variável ao longo do sistema.
IV. Vários tipos de equilíbrio devem existir individualmente para se estabelecer a condição de total equilíbrio; entre estes, por exemplo, estão os equilíbrios mecânico, térmico, de fase e químico.

Estão corretas as opções: 

A grande maioria das máquinas pesadas (tratores, patrolas, retroescavadeiras) utiliza motores de ciclo Diesel, que diferem fundamentalmente dos motores de ciclo Otto (usados em carros a gasolina/etanol). A principal diferença reside em como a mistura ar-combustível é inflamada dentro do cilindro, o que impacta diretamente o torque, a eficiência e a manutenção desses motores. O operador deve conhecer o princípio básico do motor que opera. Sobre o funcionamento do motor a Diesel, assinale a alternativa correta.

Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas do texto abaixo:

Nos motores a diesel, a ignição é provocada pela _______________, que faz ______________ a temperatura do ar na câmara de combustão de tal modo que esta atinja o ponto de auto-inflamação ________________. 

Um engenheiro de climatização foi contratado para dimensionar o sistema de ar-condicionado de um escritório retangular de 20 m × 10 m × 3 m (pé-direito), mantido a 22 °C. As quatro paredes externas são construídas com tijolos estruturais maciços, de espessura 0,30 m, condutividade térmica k = 1,32 W/(m·K). No verão, a temperatura externa atinge 38 °C, enquanto no interior da sala se mantém 22 °C. Considere que não há janelas, infiltração de ar, ganhos internos ou trocas de calor pelo piso e pelo teto. O calor que deverá ser retirado pelo condicionador de ar em TR (1TR = 3,517 kW) é

Em sistema de refrigeração por compressão a vapor, o fluido refrigerante é o responsável por receber e liberar o calor do ciclo de refrigeração. O fluido ideal deve reunir propriedades que garantam segurança operacional (não tóxico, não inflamável, não explosivo), bom desempenho termodinâmico e baixo impacto ambiental, com baixos ODP (Potencial de Destruição da Camada de Ozônio) e GWP (Potencial de Aquecimento Global).

Considerando as características do fluido refrigerante expostas, é correto afirmar que o

Em evaporadores de ar, a diferença de temperatura (∆T) entre o ar ambiente e o fluido refrigerante, é um parâmetro decisivo para a transferência de calor e para a eficiência energética do sistema. Assinale a opção que melhor descreve sua influência.

A porta de uma estufa é construída com um material isolante de condutividade térmica k = 0,1 W/(m⋅K), entre folhas metálicas. A temperatura interna é T_∞,i = 200 °C e o coeficiente convectivo interno é h_i = 25 W/(m²⋅K). O fluxo radiante proveniente do interior é q′′_rad = 100 W/m². No ambiente externo, T_∞,e = 25 °C com convecção na superfície externa h_e = 10 W/(m²⋅K).
Nas condições aqui apresentadas, considerando regime estacionário unidirecional e desprezando a resistência térmica das folhas metálicas e de contatos, a espessura do isolamento necessária para manter a superfície externa da porta a 40 °C é de

Em um calorímetro ideal, 300 g de água a 25 °C são misturados com 100 g de água a 80 °C. Considerando o calor específico da água como C = 4186 J/(kg∙°C), a temperatura final de equilíbrio da mistura será

Uma parede de câmara térmica é formada por duas camadas planas em série: a primeira de tijolo (espessura e₁ , condutividade térmica k₁ ) e a segunda de material isolante (espessura e₂ , condutividade térmica k₂ ). O regime é permanente e unidimensional, sem geração interna de calor. Considerando o conceito de resistência térmica, sobre o comportamento do fluxo de calor e a distribuição de temperaturas, é correto afirmar que

Em um motor de combustão interna, a dissipação de calor é crucial para seu funcionamento. Em motores de alta performance, utilizam-se válvulas de escape refrigeradas a sódio para otimizar esse processo. Qual é o princípio técnico que explica a eficiência deste tipo de válvula em comparação a uma válvula maciça convencional?

O motor de combustão interna converte energia calorífica em energia mecânica por meio de um ciclo de quatro tempos. Sobre os componentes e eventos que ocorrem nesse ciclo, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:

(__)No tempo de compressão, as válvulas de admissão e de escapamento permanecem fechadas, e o pistão sobe, comprimindo a mistura ar-combustível, o que eleva sua temperatura e pressão.
(__)A árvore de cames, também conhecida como árvore de comando de válvulas, gira na mesma velocidade do virabrequim para garantir a abertura de uma válvula a cada tempo do motor.
(__)A pré-ignição, ou autoignição, ocorre quando a mistura se inflama antes do centelhamento da vela, devido a pontos incandescentes na câmara de combustão, como depósitos de carvão.
(__)No tempo de escapamento, a válvula de admissão se abre para permitir a entrada de ar limpo, que ajuda a empurrar os gases queimados para fora do cilindro através da válvula de escape.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Durante a operação de um forno industrial de alta temperatura utilizado para tratamento térmico de metais, é essencial compreender a função de seus principais componentes para garantir segurança, eficiência energética e qualidade do processo. Com base neste contexto, analise as afirmativas a seguir a respeito de alguns componentes principais de fornos industriais de altas temperaturas:

I. As resistências elétricas ou queimadores têm a função de gerar calor para elevar e manter a temperatura da câmara de aquecimento conforme o ciclo programado.

II. Os tijolos refratários da câmara de aquecimento são responsáveis por conduzir rapidamente o calor dos queimadores até a peça, uma vez que possuem elevada capacidade de condução de calor, o que favorece a transferência térmica.

III. O isolamento térmico tem como principal função a minimização dos fluxos de calor que ocorrem de dentro para fora do forno em decorrência das diferenças de temperatura com o ambiente externo.

Ao analisar as afirmativas acima, é correto afirmar que

O ciclo de operação de um motor de combustão interna de quatro tempos envolve quatro fases principais: admissão, compressão, combustão e exaustão. Cada uma dessas fases desempenha um papel crucial para garantir que a mistura ar-combustível seja adequadamente manipulada para gerar energia mecânica. O ciclo Otto é o ciclo termodinâmico idealizado que descreve o comportamento de motores de combustão interna de ignição por faísca, caracterizado por processos adiabáticos e isocóricos.

Disponível em: https://reparadorsa.com.br/saiba-o-que-e-o-ciclo-otto-e-como-ele-opera/. Acesso em 29 set. 2024 (adaptado)


Considerando o ciclo Otto ideal, selecione todas as afirmações que descrevem corretamente o comportamento termodinâmico e o fluxo de energia durante o ciclo completo de um motor de combustão interna de quatro tempos.


I. O calor é fornecido ao sistema durante o processo de compressão adiabática, aumentando a eficiência do motor.
II. O processo de combustão no ciclo de Otto é um processo a volume constante, resultando em um aumento significativo de temperatura e pressão.
III. A eficiência do ciclo de Otto é maximizada, quando o volume de exaustão é maior que o volume de admissão, o que permite a liberação eficiente dos gases queimados.
IV. O trabalho útil do motor é produzido durante a expansão adiabática, quando os gases de combustão se expandem, transferindo energia para o pistão.

Assinale a alternativa que apresenta APENAS as afirmações corretas.

O processo de corte por plasma emprega um arco elétrico direcionado para fundir o material por meio de um jato de plasma. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a característica térmica desse jato:

Durante a inspeção preventiva de um ar-condicionado split de 60000 BTU/h que atende um laboratório de informática, a equipe detecta acúmulo de poeira e fuligem entre as aletas da serpentina do condensador externo. Esse depósito cria uma barreira térmica e reduz a vazão de ar de rejeito de calor.

Qual é o efeito primário dessa condição sobre o desempenho do ciclo de refrigeração? 

O Técnico em Segurança do Trabalho de uma prefeitura recebeu a incumbência de elaborar o material para o treinamento teórico de uma Brigada de Incêndio e precisou relembrar vários conceitos básicos sobre o assunto. Um dos itens abordados foi a propagação do calor, que é o processo de transferência de calor entre corpos que possuem diferentes temperaturas. A propagação de calor pode ocorrer por condução térmica, convecção térmica ou irradiação térmica. Considerando isso, associe a segunda coluna de acordo com a primeira, que relaciona os meios de propagação de calor com as respectivas descrições:

Primeira coluna: meio de propagação
1.Condução térmica
2.Convecção térmica
3.Irradiação térmica

Segunda coluna: descrição
(__)Propagação de calor por meio de correntes convectivas geradas pela subida da parte quente do fluido e pela descida da parte fria do fluido, o que ocorre pelas diferenças de temperatura.
(__)Propagação de calor por meio do contato entre diferentes corpos, sem transferência de matéria. Isso ocorre devido aos átomos do corpo, numa temperatura mais elevada, colidirem com os átomos do corpo numa temperatura mais baixa e transferirem energia para eles, elevando o seu grau de agitação até que atinjam o equilíbrio, quando tiverem o mesmo grau de agitação − temperatura.
(__)Propagação de calor por meio de ondas eletromagnéticas, que não necessitam de um meio material para se transportar, sendo assim, são capazes de se propagar no vácuo.

Assinale a alternativa que apresenta a correta associação entre as colunas:

O processo de corte por chama, conhecido como oxicorte, é amplamente utilizado em oficinas e indústrias para seccionar metais ferrosos, especialmente chapas de aço carbono. O processo não se baseia simplesmente na fusão do metal, mas em uma reação química controlada que permite realizar cortes de grande espessura. A eficácia do corte depende de uma combinação precisa de temperatura de pré-aquecimento, pureza do gás e as propriedades intrínsecas do material a ser cortado. Com base no princípio de funcionamento do oxicorte, assinale a alternativa correta.

O conceito fundamental expresso pela 1ª Lei da Termodinâmica é

Um engenheiro está avaliando a perda de calor através de uma parede plana de concreto com espessura de 20 cm e área de 15 m². A parede separa dois ambientes mantidos a temperaturas constantes de 30°C (lado interno) e 5°C (lado externo). O coeficiente de condutividade térmica do concreto é 1,4 W/m°C. Admitindo regime estacionário e condução unidimensional, a taxa de transferência de calor através da parede é

Um engenheiro mecânico está avaliando o desempenho teórico de um motor térmico ideal que opera com um ciclo de Carnot. O projeto considera um reservatório de alta temperatura a 600 K (como um trocador de calor alimentado por gases de combustão) e um reservatório de baixa temperatura a 300 K (representando o meio ambiente). Durante o funcionamento, o motor recebe 1200 kJ de calor da fonte quente por ciclo. Considerando o comportamento ideal do ciclo de Carnot, o trabalho líquido produzido pelo motor térmico em cada ciclo, desconsiderando perdas irreversíveis, é de