Questões de Concurso Sobre termodinâmica em engenharia mecânica

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Q3881574 Engenharia Mecânica
Quando projetamos um sistema de ar-condicionado e ventilação mecânica, é necessária uma análise da complexidade necessária ao projeto para o fim ao qual se destina. Um dos itens mais importantes é o cálculo da carga térmica do ambiente que leva em conta o calor que entra e sai de cada ambiente ou que é gerada nele.
Em relação a carga térmica, avalie as afirmativas a seguir

I. Entram no cálculo a radiação solar através de superfícies transparentes, a condução térmica através de paredes, tetos e divisões internas e externas do ambiente, o calor gerado pelos ocupantes, equipamentos elétricos e iluminação, ventilação e infiltração de ar.
II. Os principais métodos descritos pela ABNT NBR 16401 para o cálculo de carga térmica são: o método das Séries Temporais Radiantes, o método de Funções de Transferência e por fim, o método da Diferença de Temperatura de Carga Térmica e Fatores de Carga Térmica.
III. O método das Séries Temporais Radiantes e o método de Funções de Transferência consideram os processos de transferência de calor entre os ambientes externo e interno, e as gerações de calor internas, tais como, pessoas, equipamentos e iluminação.

Está correto o que se afirma em
Alternativas
Q3881573 Engenharia Mecânica
Um refrigerador é, basicamente, um sistema que opera segundo um ciclo, recebendo calor de um reservatório a baixa temperatura e cedendo calor a um reservatório a alta temperatura sendo necessária a inserção de trabalho no ciclo de operação.
Em relação a refrigeração, avalie as afirmativas a seguir

I. A refrigeração pode ser produzida por diversos meios, sendo alguns exemplos a refrigeração por compressão mecânica de vapor, a refrigeração por ciclo de absorção e a refrigeração a gás.
II. O ciclo por compressão mecânica de vapor, um processo termodinâmico fundamental, e é composto por um compressor, um evaporador, uma válvula de expansão e um condensador atuando sob um refrigerante para realizar a troca de calor entre os ambientes de baixa e alta temperatura.
III. Existem basicamente 1 tipo de sistema de ar-condicionado, o de expansão direta. Nos sistemas de expansão direta, o condicionador utiliza uma substância intermediária (geralmente água ou salmoura) para realizar a troca térmica com o ambiente refrigerado.

Está correto o que se afirma em
Alternativas
Q3881569 Engenharia Mecânica
Um ciclo de refrigeração a ar em que ocorre um processo de expansão numa turbina e o ciclo é representado na Figura. Considere o ciclo-padrão a ar de refrigeração simples onde o ar entra no compressor a 0,1 MPa e 253 K e o deixa a 0,5 Mpa e 400 K e entra na turbina a 288 K e sai a 182 K. O modelo utilizado para o ar é de gás perfeito com Cp = 1,0 kJ/kg K e cada processo ocorre em regime permanente e não ocorrem variações de energia cinética ou potencial no sistema e o calor fornecido ao sistema é de 71,4 kJ/kg.

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Sabendo-se que o trabalho total realizado (energia gasta) é de 42,0 kJ/kg, o coeficiente de eficácia desse ciclo é
Alternativas
Q3879157 Engenharia Mecânica
Em relação aos modos de transferência de calor, é INCORRETO afirmar que
Alternativas
Q3879155 Engenharia Mecânica
Conforme figura a seguir, considere uma parede cuja seção transversal tenha 10 cm de espessura, a temperatura na face interna seja de 138°C e a temperatura externa, de 58°C. A parede tem um comprimento de 5 metros e altura de 3 metros. Sua condutividade térmica é de 0,3 W/(m.K). 

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É correto afirmar que o fluxo de calor, em W/m² e, a taxa de transferência de calor, em kW através da seção transversal da parede ambos, são, respectivamente,
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Q3879152 Engenharia Mecânica
A crescente demanda por energia no mundo, sobretudo a renovável, tem levado muitos países a reexaminar suas políticas energéticas e a tomar medidas drásticas para aumentar a eficiência global dos sistemas de geração de energia. A primeira lei da termodinâmica trata da quantidade de energia e afirma que a energia não pode ser criada nem destruída. A segunda lei da termodinâmica trata da qualidade da energia, mais especificamente da degradação da energia durante um processo.
A esse respeito, é INCORRETO afirmar que(,)
Alternativas
Q3879150 Engenharia Mecânica
Avalie o que se afirma em relação à segunda lei da termodinâmica, propriedades e processos.

I- A entropia é dada pela soma da energia interna com o produto da pressão pelo volume específico (s = u + pv).

II- O estado termodinâmico de uma substância pura é definido quando se conhecem duas propriedades termodinâmicas intensivas e independentes da substância.

III- Pressão, temperatura, entalpia, massa e calor são propriedades que podem ser usadas para definir o estado de um sistema.

IV- O peso específico é obtido pelo produto da densidade pela aceleração gravitacional.

V- As propriedades podem ser classificadas como intensivas ou extensivas; as propriedades intensivas são independentes da massa, como temperatura, pressão, densidade e entropia.

Está correto apenas o que se afirma em
Alternativas
Q3879149 Engenharia Mecânica
Avalie o que se afirma sobre a Termodinâmica.

I- Quando qualquer propriedade de um sistema é alterada, ocorre uma mudança de estado.
II- Temperatura é uma propriedade intensiva.
III- O calor é uma propriedade usada na equação da primeira lei da termodinâmica para cálculo da conservação da energia.
IV- A transferência de calor por condução ocorre apenas em sólidos e líquidos, não ocorrendo nos gases.
V- A energia interna é uma propriedade extensiva do sistema.
VI- A definição termodinâmica de trabalho é: um sistema realiza trabalhos sobre sua vizinhança, se o único efeito sobre tudo aquilo externo ao sistema puder ser a elevação da temperatura de um gás.

Está correto apenas o que se afirma em
Alternativas
Q3879148 Engenharia Mecânica
Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma sobre a Termodinâmica.

( ) A força de empuxo tem magnitude igual ao volume do líquido deslocado, ocorrendo quando um corpo está totalmente ou parcialmente submerso em um líquido.

( ) Considere um gás em um conjunto cilindro-pistão, conforme figura a seguir. Quando as válvulas estão fechadas, podemos considerar o gás como um sistema fechado. Como a fronteira, indicada pela linha pontilhada, entre o gás e o pistão se move, o volume do sistema varia.  

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( ) Durante um processo de vaporização, uma substância existe parte como líquido e parte como vapor. Para analisar essa mistura adequadamente é preciso conhecer as proporções das fases líquido e vapor da mistura. Isso é feito definindo uma propriedade chamada de título (x). O valor do título (x) varia de zero a unidade. Para estado de vapor saturado, tem-se x =0.

( ) Quando o sistema encontra-se em estado de líquido saturado, uma transferência de calor adicional à pressão constante resulta na formação de vapor, sem qualquer mudança de temperatura, mas com um considerável aumento do volume específico.

( ) Nos processos em regime permanente, as propriedades do fluido não podem mudar de um ponto para outro dentro do volume de controle.


De acordo com as afirmações, a sequência correta é:
Alternativas
Q3879147 Engenharia Mecânica
Avalie o que se afirma sobre o ciclo teórico Otto.
I- A mistura ar combustível se comporta como gás ideal.
II- A adição de calor ocorre à pressão constante.
III- Os processos de compressão e expansão são isentrópicos.
IV- A combustão ocorre depois do processo de compressão.
V- Todos os processos que constituem o ciclo são internamente reversíveis.

Está correto apenas o que se afirma em
Alternativas
Q3876264 Engenharia Mecânica
Receptores de torre central em sistemas de Energia Solar Concentrada (CSP) operam em altas temperaturas e exigem revestimentos seletivos. Assinale a alternativa que define as propriedades ópticas ideais baseadas na física de radiação e na Lei de Kirchhoff.
Alternativas
Q3876252 Engenharia Mecânica
Microturbinas a gás operando em ciclo Brayton regenerativo, equipadas com recuperador de calor prático (efetividade menor que 100%), são usualmente projetadas para operar em faixas moderadas de razão de pressão do compressor, compatíveis com limites construtivos e operacionais típicos desses sistemas. Desconsiderando situações extremas de projeto e assumindo condições estacionárias, assinale a alternativa correta acerca da relação entre a razão de pressão do compressor e o desempenho térmico do recuperador.
Alternativas
Q3871394 Engenharia Mecânica
A válvula termostática é um componente vital do sistema de arrefecimento. Sua função principal não é resfriar o motor, mas sim gerenciar a temperatura de trabalho. Quando o motor ainda está frio (logo após a partida), a válvula permanece fechada para impedir a circulação da água para o radiador. O objetivo técnico desse funcionamento específico é:
Alternativas
Q3870429 Engenharia Mecânica
A válvula termostática é um componente vital do sistema de arrefecimento. Sua função principal não é resfriar o motor, mas sim gerenciar a temperatura de trabalho. Quando o motor ainda está frio (logo após a partida), a válvula permanece fechada para impedir a circulação da água para o radiador. O objetivo técnico desse funcionamento específico é:
Alternativas
Q3869477 Engenharia Mecânica
Um sistema de refrigeração opera com o fluido refrigerante R-134a em um ciclo de compressão de vapor ideal, cujos dados de operação são: Temperatura de evaporação = -10°C, Temperatura de condensação = 40°C, Título do vapor na entrada do evaporador: x = 0,25, O compressor recebe vapor seco saturado na sucção, a vazão mássica de refrigerante é 0,10 kg/s. No estado 4 (entrada do evaporador após válvula de expansão), considere processo isentálpico. Ao sair do evaporador, o fluido retorna ao estado 1 com o vapor saturado. Determine a capacidade frigorífica do ciclo (kW) e o Coeficiente de Performance (COP) do sistema, sabendo que o sistema é ideal e usa compressão isentrópicas entre saturação de evaporação e de condensação. Dados termodinâmicos (aproximados e usuais para estudo): 


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Alternativas
Q3869476 Engenharia Mecânica
Considere uma parede plana composta por duas camadas em série, com àrea transversal unitária (A = 1m2), tal que a primeira camada tenha 0.02m de espessura e condutividade térmica k = 0,40 W/mK e a segunda camada, 0,03m de espessura e k = 0,60W/mK. À superfície exposta à esquerda (lado da primeira camada) está em contato com ar a 100ºC, com coeficiente convectivo h1 = 10W/m2K. A superfície exposta à direita (lado da camada B) está em contato com ar a 0°C, com coeficiente convectivo h2 = 20W/m2K. Admita, regime  permanente e fluxo unidimensional. Determine a taxa de transferência de calor através da parede (em W).
Alternativas
Q3869475 Engenharia Mecânica

Uma placa grande e negra (∈ = 1) troca calor por radiação com o ambiente à temperatura de 300 K. A superfície da placa está inicialmente a 600 K e mantida nessa temperatura por aquecimento contínuo. Considere que convecção é desprezível, havendo apenas troca radiativa. Use a lei:


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onde σ = 5, 67 x 10-8  W/mK4. Qual é a ordem de grandeza do fluxo radiativo trocado pela placa?  

Alternativas
Q3869474 Engenharia Mecânica
Uma usina térmica a vapor opera em regime permanente recebendo calor de uma caldeira a uma temperatura efetiva média de TH = 800K e rejeitando calor a um condensador em contato com um lago à temperatura TC = 300K . Sabe-se que, em operação nominal, a usina recebe QH, = 800MW de calor da caldeira, rejeita QC = 500MW no condensador e produz potência líquida de W:liq = 300MW . Calcule a eficiência de segunda lei da usina e assinale a opção CORRETA.
Alternativas
Q3869473 Engenharia Mecânica
Um gás ideal sofre uma compressão quase-estética em um cilindro-pistão, representada em um diagrama p-v por uma linha reta entre os estados 1 (p1 = 100kPa, v1 = 0,040) e 2 (p2 = 300k Pa, = 0,010). Admita que o processo 1-2 seja linear no diagrama p-v. Considere o sistema como o gás contido no cilindro. Com base no diagrama p-v, determine o trabalho realizado pelo gás durante o processo 1-2 e assinale a opção CORRETA. Use a convenção: trabalho positivo quando realizado pelo sistema.

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Alternativas
Q3868259 Engenharia Mecânica
Em processos termodinâmicos complexos, a produção de entropia é frequentemente associada à irreversibilidade interna causada por gradientes de temperatura finitos e efeitos dissipativos. Considere um sistema fechado que interage termicamente com dois reservatórios em temperaturas distintas, operando em regime permanente. Assinale a alternativa correta. 
Alternativas
Respostas
81: B
82: C
83: D
84: C
85: C
86: D
87: C
88: E
89: A
90: C
91: B
92: B
93: A
94: A
95: E
96: D
97: B
98: D
99: B
100: C