ENADE - TERMODINÂMICA E SISTEMAS TÉRMICOS

(ENADE-2005) Gases de exaustão de uma caldeira, com temperatura de 230 °C, podem ser utilizados para preaquecer o ar ambiente, com temperatura de 30 °C. O ar aquecido é fornecido para o queimador da caldeira através de um trocador de calor, com 70% de eficiência. Igualando a vazão do ar a ser aquecido à dos gases de exaustão e considerando que os calores específicos são aproximadamente iguais, qual será a temperatura do ar aquecido?

• 70 °C

• 100 °C

• 130 °C

• 170 °C

• 200 °C

(ENADE-2005) Analise a situação abaixo.

Um veranista sente bastante calor ao chegar a sua casa de praia e se irrita ao constatar que o sistema de ar condicionado do seu quarto não está funcionando. Tentando solucionar o problema e resfriar o quarto, ele teve a idéia de ligar o frigobar que se encontra no interior do quarto, deixando sua porta aberta. As portas e janelas do quarto foram mantidas fechadas.

Pela decisão do veranista, conclui-se que, ao longo do tempo, o quarto:

• será resfriado, se o COP (coeficiente de eficácia) for maior do que 1,0.

• será resfriado, se o COP for menor do que 1,0.

• será resfriado, se o COP for igual a 1,0.

• ficará com a mesma temperatura.

• será aquecido

(ENADE - 2005) O ciclo padrão de ar Diesel é composto por quatro processos termodinâmicos.

PORQUE

Na termodinâmica, a substância de trabalho de qualquer ciclo padrão sofre processos.

Analisando essas afirmações, conclui-se que:

• As duas afirmações são verdadeiras e a segunda justifica a primeira.

• As duas afirmações são verdadeiras e a segunda não justifica a primeira.

• A primeira afirmação é verdadeira e a segunda é falsa.

• a primeira afirmação é falsa e a segunda é verdadeira.

• (E) as duas afirmações são falsas.

(ENADE-2005) Deseja-se utilizar coletores solares para aquecimento de água em um hospital. Devem ser aquecidos 1800 litros de água de 25 °C para 45 °C em duas horas. Determine quantos coletores de 2,0 m² de área devem ser instalados, supondo que 50% da energia solar seja efetivamente empregada para o aquecimento.

Considere:

calor específico da água: 4000 J/kg °C

energia incidente: 800 W/m²

Preencha a resposta apenas com o valor final do número de coletores.

(a)  

(ENADE-2008) Uma central de potência a vapor opera segundo um Ciclo de Rankine e produz vapor saturado na caldeira. Deseja-se aumentar o rendimento térmico do ciclo sem que haja diminuição do título do fluido que deixa a turbina, a fim de evitar a erosão das palhetas.

Analisando o diagrama temperatura-entropia relativo ao Ciclo de Rankine, ao lado representado, conclui-se que a ação a ser tomada é:

• aumentar a pressão na caldeira, mantendo a pressão do condensador constante.

• aumentar a temperatura na seção de saída da turbina, mantendo a pressão da caldeira constante.

• reduzir a pressão no condensador, mantendo a pressão da caldeira constante.

• reduzir a temperatura na entrada da bomba, mantendo a pressão da caldeira constante.

• superaquecer o vapor na caldeira, mantendo a pressão desta e a do condensador constantes.

(ENADE-2008) Uma panela de pressão cozinha muito mais rápido do que uma panela comum, ao manter mais altas a pressão e a temperatura internas. A panela é bem vedada, e a tampa é provida de uma válvula de segurança com uma seção transversal (A) que deixa o vapor escapar, mantendo, assim, a pressão no interior da panela com valor constante e evitando o risco de acidentes.

Considerando os dados fornecidos na figura e na tabela e uma situação em que a panela contém água saturada, a massa da válvula, em gramas, para garantir uma pressão manométrica interna constante de 100 kPa, e o correspondente valor aproximado da temperatura da água, em ^oC, são, respectivamente:

• 4 e 100

• 4 e 120

• 40 e 100

• 40 e 120

• 400 e 100

(ENADE-2008) Pretende-se instalar um sistema de refrigeração por compressão de vapor no qual a temperatura de evaporação do refrigerante é 10 ºC e a sua temperatura de condensação, 40 ºC. Para tanto, dispõe-se de dois refrigerantes, R₁ e R₂, cujas

características estão apresentadas na tabela. Numa análise preliminar, considera-se que o processo de compressão é isentrópico e que o refrigerante entra no compressor como vapor saturado e deixa o condensador como líquido saturado,

conforme representado nos diagramas temperatura - entropia e pressão-entalpia.

Baseado nessa análise preliminar e sob o ponto de vista da eficiência térmica e da preservação do meio ambiente, qual dos dois refrigerantes deve ser selecionado para atender ao sistema de refrigeração?

(a)  

(ENADE-2008) Pretende-se instalar um sistema de refrigeração por compressão de vapor no qual a temperatura de evaporação do refrigerante é 10 ºC e a sua temperatura de condensação, 40 ºC. Para tanto, dispõe-se de dois refrigerantes, R₁ e R₂, cujas

características estão apresentadas na tabela. Numa análise preliminar, considera-se que o processo de compressão é isentrópico e que o refrigerante entra no compressor como vapor saturado e deixa o condensador como líquido saturado,

conforme representado nos diagramas temperatura - entropia e pressão-entalpia.

Qual é, teoricamente, o valor do COP (coeficiente de desempenho) máximo possível nessa situação? Considere vírgula como separador decimal e somente adicione duas casas decimais após a vírgula.

(a)  

(ENADE-2011) Um centro de pesquisas está projetando um tanque cúbico para armazenar 4,76 kg de uma mistura saturada de líquido-vapor a 169,6 ^oC com um título de 85% e cujo volume específico, nessas condições, é de, aproximadamente, 210 dm³/kg. A transferência de calor para o tanque desde o estado inicial, no qual a pressão da mistura líquido-vapor saturada é 0,50 kgf/cm², até o estado final desejado, se dá a uma razão de 60 W. Necessita-se dimensionar a altura do tanque cúbico a ser construído. Considerando que o calor total transferido para o tanque durante o aquecimento foi de 9 117 kJ, concluiu-se que a altura do tanque e o tempo do processo são, respectivamente, iguais a

• 1,0 m e 42,2 horas.

• 1,0 m e 152,0 horas.

• 1,0 m e 422,0 horas.

• 10,0 m e 42,2 horas.

• 10,0 m e 152,0 horas.

(ENADE-2011) Uma bomba de água é movida por um motor elétrico de 18 kW, cuja eficiência é de 90%. A vazão é de 40 litros por segundo. O diâmetro na tubulação é constante, a diferença das cotas entre os pontos (1) e (2) é desprezível e a perda de carga entre esses pontos corresponde a 5 m. As pressões manométricas na entrada e na saída são, respectivamente, de 150 kPa e 400 kPa. Considerando o peso específico da água δ = 10 000 N/m³ e a aceleração da gravidade g = 10 m/s², conclui-se que a eficiência da bomba é de:

• 40%.

• 50%.

• 62%.

• 74%.

• 90%.