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Termodinâmica Quiz 3 (1º Lei VC e 2ª Lei da Termodinâmica)

Total questions: 13

Worksheet time: 19mins

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1.

As condições de entrada e saída de vapor para uma turbina a vapor adiabática são as indicadas na figura. Se a taxa de fluxo de massa de vapor através da turbina for de 20 kg/s, a saída de energia da turbina (em MW) é:

a)

12,157

b)

13,941

c)

168,001

d)

168,785

e)

16,8

2.

A água é bombeada de um reservatório inferior para um reservatório superior por uma bomba, como indicado na figura. A superfície livre do reservatório superior está 45 metros acima do reservatório inferior. A vazão volumétrica da água é medida em 0,03 m3/s. Suponha que a densidade da água seja 1000 kg/m3.


Determine a potência mecânica necessária para bombear a água do reservatório inferior para o reservatório superior. Para tal, considere o volume de controle englobando a superfície dos reservatório inferior e superior.

a)

13,2435 kW

b)

29,781 kW

c)

14,715 kW

d)

543 kW

e)

1,5692 kW

3.

A água é bombeada de um reservatório inferior para um reservatório superior por uma bomba, como indicado na figura. A superfície livre do reservatório superior está 45 metros acima do reservatório inferior. A vazão volumétrica da água é medida em 0,03 m3/s. Suponha que a densidade da água seja 1000 kg/m3.


Determine a pressão na saída da bomba, supondo que a pressão na entrada da bomba seja 101,3 kPa. Para tal, considere o volume de controle englobando apenas a bomba

a)

343 kPa

b)

543 kPa

c)

543 Pa

d)

343 Pa

e)

13,34 MPa

4.

Sob certas condições, a expressão da primeira lei da termodinâmica para um volume de controle se reduz à equação de Bernoulli:  g z1 + v122 + p1ρ = g z2 + v222 + p2ρg\ z_1\ +\ \frac{v_1^2}{2}\ +\ \frac{p_1}{\rho}\ =\ g\ z_2\ +\ \frac{v_2^2}{2}\ +\ \frac{p_2}{\rho}  

Qual combinação de condições é necessária e adequada para reduzir a primeira lei da termodinâmica para um volume de controle à equação de Bernoulli?

a)

Regime Permanente, substância incompressível, sem perdas por atrito, sem transferência de calor

b)

Regime Permanente, substância incompressível, processo irreversível, sem transferência de calor

c)

Regime Transiente, substância pura, sem perdas por atrito, sem transferência de calor

d)

Regime Transiente, gás ideal, sem perdas por atrito, sem transferência de calor

e)

Regime Permanente, substância incompressível, processo irreversível

5.

A segunda lei da termodinâmica lida com:

a)

Balanço de energia

b)

direção do processo

c)

Balanço de massa

d)

comportamento de um gás ideal

e)

Todas as opções anteriores

6.

Cite duas fontes de irreversibilidades:

a)

Atrito e compressão/expansão adiabática lenta

b)

Expansão livre de um gás e compressão/ estiramento de uma mola numa pequena variação de comprimento

c)

Transferência de calor e pêndulo sem fricção

d)

Atrito e expansão irrestrita de um gás

7.

A segunda lei da termodinâmica pode ser usada para avaliar propostas de construção de equipamentos e verificar se o projeto é factível, ou seja, se é possível de ser construído. Considere a situação em que um inventor alega ter desenvolvido um equipamento que trabalha segundo o ciclo termodinâmico de potência mostrado na figura. O equipamento retira 800 kJ de energia, na forma de calor, de um dado local que se encontra na temperatura de 1000 K, desenvolve uma dada quantidade líquida de trabalho para a elevação de um peso e descarta 300 kJ de energia, na forma de calor, para outro local que se encontra a 500 K de temperatura. A eficiência térmica do ciclo é dada pela equação fornecida. Nessa situação, a alegação do inventor é:

a)

correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é menor que a eficiência teórica máxima

b)

incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é maior do que a eficiência teórica máxima

c)

correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima

d)

incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é maior do que a eficiência teórica máxima

e)

incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima

8.

A eficiência térmica de uma máquina térmica real A e uma máquina reversível B que trabalham sobre os mesmos reservatórios quente (H) e frio (L) são ηA e ηB, respectivamente. Marque a resposta que satisfaz o princípio de Carnot:

a)

ηA > ηB

b)

ηA < ηB

c)

ηA = ηB

d)

Não se pode definir nada em relação às eficiências térmicas com as informações fornecidas

e)

A eficiência da máquina real é dada por 1 TLTH1-\ \frac{T_L}{T_H}

9.

As unidades da entropia (S) e da entropia específica (s) são, respectivamente:

a)

kJ e kJ/kg

b)

kW e kW/kg

c)

kJ/K e kJ/kgK

d)

kJ/kg e kJ/(kg2)

e)

Nenhuma das alternativas anterior

10.

A área sombreada  12 T d S\int_1^2\ T\ d\ S   do diagrama T-S representa:

a)

Transferência de calor em um processo reversível

b)

Transferência de calor em um processo irreversível

c)

Transferência de calor em um processo impossível

d)

Trabalho de fronteira em um processo reversível

e)

Trabalho de fronteira em um processo irreversível

11.

Marque a alternativa compatível com o princípio de aumento de entropia:

a)

A entropia gerada de qualquer processo não pode ser positiva

b)

A entropia gerada de qualquer processo não pode ser zero

c)

A entropia gerada de qualquer processo não pode ser negativa

d)

A entropia de um sistema não pode diminuir em nenhum processo

e)

A entropia de um sistema não pode aumentar em nenhum processo

12.

Quais são as formas de transferência de entropia em um volume de controle (Marque mais de uma resposta)

a)

Transferência de calor

b)

Transferência de massa

c)

Transferência de eletricidade

d)

Trabalho mecânico

e)

Trabalho de fronteira

13.

Entropia pode diminuir localmente em uma região dentro de um sistema isolado. O que pode ser dito sobre isso?

a)

Isso não é possível

b)

Isso é possível porque a entropia de um sistema isolado pode diminuir

c)

Deve ser compensado com um aumento considerável de entropia em outro local dentro do sistema

d)

Nenhuma das afirmações são válidas