Questões de Concurso Sobre termodinâmica em engenharia mecânica

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Q3896615 Engenharia Mecânica
Um tanque rígido contém Nitrogênio (gás ideal) a 600 kPa (absoluta) e 127°C. Uma válvula é aberta até que o volume específico do gás aumente em 25% e a temperatura final estabilize em 102°C.

Determine a pressão final de equilíbrio.
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Q3896610 Engenharia Mecânica
Comparando um Ciclo Rankine Regenerativo Ideal a um Simples, operando sob as mesmas pressões e temperatura máxima, assinale a causa termodinâmica correta para a maior eficiência térmica do ciclo regenerativo.
Alternativas
Q3883371 Engenharia Mecânica
Uma unidade de refrigeração funciona por meio do ciclo Carnot, como ilustrado na figura abaixo, em que os pontos 1, 2, 3 e 4 se localizam, respectivamente, após o evaporador, após o compressor, após o condensador e após o motor. A vazão do líquido refrigerante é de 2 kg/s.

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As entalpias nos pontos 1, 2, 3 e 4 foram retiradas de tabelas referentes ao fluido refrigerante e são: h1 = 340 kJ/kg, h2 = 365 kJ/kg, h3 = 235 kJ/kg, h4 = 230 kJ/kg.
Dessa forma, o coeficiente de eficácia do ciclo (COP) vale
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Q3883368 Engenharia Mecânica
Uma turbina a vapor opera em regime permanente, recebendo vapor d’água com vazão de 2,5 kg/s. A entalpia do vapor na entrada da turbina vale 3200 kJ/kg, e na saída, 2400 kJ/kg.
Se a eficiência geral da turbina é de 80%, a sua potência efetiva vale
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Q3883360 Engenharia Mecânica
Em uma instalação industrial, um fluido é resfriado fazendo-o passar por um tubo no qual incide, perpendicularmente, um fluxo de ar com velocidade 5 m/s e temperatura 20 oC (a figura abaixo representa uma vista 2D do processo). O tubo tem comprimento de 50 cm e diâmetro externo 20 mm. Em regime permanente, a temperatura externa do tubo é constante e igual a 120 oC. 


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Estimando que o processo de resfriamento retire 60 W de calor do fluido, é correto afirmar que o coeficiente de troca de calor por convecção vale 
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Q3883359 Engenharia Mecânica
Um reservatório fechado, com volume 60 litros, está cheio de ar pressurizado (assumir que a massa do ar pressurizado vale 100 gramas), a 26,85oC, quando o sistema recebe 7000 J de calor.
Assumindo que o calor específico a volume constante do ar vale 700 J/kg.K e que a constante dos gases para o ar vale 300 J/kg.K, a pressão final no reservatório será de
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Q3881584 Engenharia Mecânica
A Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), desenvolve normas técnicas, pesquisas e educação para promover o bem-estar humano através de tecnologias sustentáveis para o ambiente construído, focando em aquecimento, ventilação, ar-condicionado e refrigeração descreve o método para calcular a carga térmica quando se deseja projetar um sistema de ar-condicionado e ventilação mecânica.

Em relação aos cálculos das cargas térmicas, assinale a alternativa correta.
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Q3881582 Engenharia Mecânica
O ciclo de refrigeração por compressão de vapor é um processo termodinâmico que usa um fluido refrigerante em um sistema fechado para absorver calor de um local e liberá-lo em outro, utilizando quatro componentes principais: compressor, condensador, válvula de expansão e evaporador. 


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Com base no esquema simplificado de um ciclo simples de refrigeração, avalie as afirmativas a seguir

I. O refrigerante entra no compressor como líquido aquecido a baixa pressão.
II. O vapor é descarregado do compressor e entra no condensador como vapor numa pressão elevada, onde a condensação do refrigerante é obtida pela transferência de calor para a água de refrigeração ou para o meio.
III. O refrigerante deixa o condensador, como líquido, a uma pressão elevada. Sua pressão é reduzida ao escoar pela válvula de expansão, resultando numa evaporação instantânea de parte do líquido.
IV. No final do ciclo, líquido restante, agora a alta pressão, é vaporizado no evaporador. Esta vaporização é o resultado da transferência de calor do espaço que está sendo refrigerado para o fluido refrigerante. Após esta operação o líquido retorna para o compressor.

Está correto o que se afirma em
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Q3881576 Engenharia Mecânica
Um técnico responsável pela instalação de sistema de ventilação, mede as dimensões da sala, pressão e temperatura e obtém, respectivamente, 6 m x 10 m x 6 m, 100 kN/m2 e temperatura a 298,0 K. A constante específica do gás é de 0,3 kN m/kg K

A massa de ar, em kg, contida nessa sala é de 
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Q3881575 Engenharia Mecânica
A carga térmica por condução é um componente fundamental no cálculo da carga térmica total de um edifício, sendo essencial para o dimensionamento correto de sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado.
Em relação a carga térmica por condução em parede, telhados e vidros, avalie as afirmativas a seguir

I. A carga térmica por condução através de paredes, telhados e vidros pode ser descrita como Qj = Aj x CLTD, onde Qj, Aj denotam, respectivamente, carga térmica por condução de calor e a área através da superfície j. O subscrito j pode ser paredes, telhados e vidros. O CLTD representa a diferença de temperatura ajustada entre o ambiente externo e interno.
II. Para paredes e telhados, o método CLTD considera apenas a diferença de temperatura do ar interno e externo.
III. Para vidros, a equação básica é a mesma, mas os valores de CLTD são tabelados para condições específicas e devem ser corrigidos se as condições de projeto (temperatura interna e temperatura média diária externa) forem diferentes das condições base da tabela específica. O ganho de calor solar através do vidro é calculado separadamente, utilizando o fator de ganho de calor solar e o fator de sombreamento.

Está correto o que se afirma em
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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
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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(,)
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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
Respostas
121: A
122: A
123: C
124: C
125: A
126: A
127: A
128: C
129: D
130: A
131: B
132: C
133: D
134: C
135: C
136: D
137: C
138: E
139: A
140: C