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

Para a hipótese de gás ideal, a variação da energia interna específica e a variação da entalpia específica, ambas em função da temperatura, recebem os nomes, respectivamente, de

A Figura abaixo ilustra a distribuição de temperatura em um trocador de calor no qual o fluido quente possui uma taxa de capacidade calorífica, C_q , muito maior do que a do fluido frio, dada por C_f . 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.

A mesma condição é alcançada se o fluido quente for um

Um duto cilíndrico metálico, longo, imerso na água, conduz um fluido aquecido.

Sabe-se que

• o diâmetro interno do duto é 16 cm;

• a condutividade térmica do duto é ;

• o coeficiente de transferência de calor por convecção da água é ;

• a temperatura do fluído é mantida constante;

• a transferência de calor está em regime permanente.

A espessura de parede do duto que confere a máxima transferência de calor do fluido à água é, em cm,

A equação de estado de um gás ideal, considerando-se massa fixa do gás e baixas massas específicas, pode ser escrita em uma forma conveniente como:

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,

Por uma placa de espessura igual a 3 cm passa um fluxo de calor de 120 W/m² .

Qual a condutividade térmica do material com que é feita essa placa se a diferença de temperatura entre as faces da placa é igual 30 °C?

Um tubo com diâmetro externo de 25,4 mm é mantido a uma temperatura uniforme e está recoberto por um tubo isolante para redução da perda de calor. Considere que o calor seja dissipado pela superfície externa da cobertura por convecção natural para o ar ambiente à temperatura constante.

Qual é o valor da espessura crítica de isolamento, em mm,

Dados

Tubo isolante - k = 0,20 W/(m.°C);

Convecção - h = 10 W/(m.°C).

Considere uma máquina de gelo que consome 6 kWh de energia elétrica e produz 40 kg de gelo em uma hora. Assinale a alternativa que corresponde ao valor mais aproximado do rendimento dessa máquina, considerando que a temperatura da água na entrada da máquina é de 20° C, as perdas térmicas da máquina são desprezíveis, e 1 cal = 4,19 J.

Sobre os modos de transferência de calor, pode-se afirmar corretamente que

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, "A_e" a área superficial externa da esfera, "V" o volume da esfera, "c" o calor específico, "k_s" 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/k_s), 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*A_e*(T-T) = r*V*c*(dT/dt)

IV. Considere uma esfera de poliestireno rígido (PS) com condutividade térmica k_s = 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):

As superfícies externas das paredes de um galpão são mantidas a -20 °C, enquanto a temperatura da superfície interna é de 20°C. As paredes têm 25 cm de espessura e a condutividade térmica é de 0,6 kcal/m °C. O valor da perda de calor para cada metro quadrado de superfície de parede, por hora, é

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:

Considere um forno elétrico cuja potência é mantida constante. Admita que a temperatura da superfície externa das paredes deste forno também é mantida fixa e que estas paredes são planas (desprezando efeitos de arestas e cantos). Assinale a alternativa correspondente ao que aconteceria com a temperatura da superfície interna das paredes deste forno se a condutividade térmica do material responsável pelo seu isolamento diminuísse para a metade do seu valor original:

O rendimento de uma máquina térmica que apresenta o ciclo descrito na figura a seguir, é de:

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:

De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, a grandeza derivada “densidade de energia” pode ser expressa na forma de J/m³ . Desse modo, a expressão correta para essa grandeza, em termos de unidades de base do SI, é: