Questões de Concurso Sobre leis e propriedades da termodinâmica em engenharia mecânica

O pneu de um automóvel foi regulado de forma a manter uma pressão interna de 24 libras-força por polegada quadrada, a uma temperatura de 21 ºC. Durante o movimento do automóvel, no entanto, a temperatura do pneu elevou-se a 70 ºC. Escolha a alternativa que determina a pressão interna correspondente, em libras-força por polegada quadrada. Despreze a variação de volume do pneu e assuma o ar como gás ideal.

A primeira lei da termodinâmica num sistema fechado sem alteração de volume estabelece que, quando um sistema passa por uma mudança de fase de vapor para líquido, a energia pode cruzar a fronteira

Em um sistema fechado, se o processo for reversível de expansão ou compressão, a entalpia varia em função de:

O conjunto cilindro-pistão mostrado na figura abaixo contém ar (admita como gás perfeito) a 200 kPa e 600 K. O ar é expandido num processo a pressão constante até que o volume se torne igual ao dobro do inicial (estado 2).

Nesse ponto, o pistão é travado com um pino. A temperatura do ar no estado 2 é

Analise os itens a seguir:
1 - A condução envolve a transferência de energia entre as moléculas dentro de um corpo, por contato físico. A transferência pode ser alcançada pelo contato entre corpos, podendo ser dois sólidos, ou fluidos, ou um de cada. 2 - A convecção envolve a transferência de energia térmica dentro de um fluido, por meio de uma ação de mistura. Pode ocorrer, naturalmente, por diferença de densidade ou por interferência de um agente externo. 3 - A radiação envolve a transferência de energia radiante entre dois corpos separados. Esta transferência não requer um meio contínuo. É propagada por ondas, de todos os corpos, em todas as direções. É inversamente proporcional à área, ao tipo de superfície, e diretamente proporcional à diferença de temperatura absoluta entre as superfícies. 4 - A razão de eficiência energética indica a eficiência de uma máquina frigorífica, relacionando o Efeito Frigorífico (EF) produzido e o Trabalho de Compressão (w) dispendido. 5 - A condução através de um corpo depende da área, da condutividade térmica, da espessura e da diferença de temperatura.
Estão corretos os itens

É correto afirmar que

Um projetista precisa saber qual a quantidade de calor fornecida a um sistema, mostrado na Figura abaixo, para calcular o valor da resistência elétrica. Tal sistema é constituído por um pistão atuador a gás, com paredes adiabáticas, acionado por um circuito elétrico, e aparafusado em uma base,

A área do pistão é 20 cm² , e o carrinho, que é rigidamente ligado ao pistão, é deslocado sem oferecer qualquer resistência por 15 cm para a direita, quando o gás, perfeito por hipótese, localizado à esquerda do pistão, é aquecido. Durante o deslocamento, a pressão do gás é constante e igual a 250 kPa, e a variação de energia interna do gás é igual a 18 J.

Nesse caso, a quantidade de calor, em joules, fornecida pela resistência é

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

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,

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.

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:

Um gás no interior de um cilindro tem volume inicial de 0,15 m³ e temperatura de 27 °C. A pressão interna inicial é de 150 kPa. Um trabalho de 25 kJ é realizado para comprimir o gás, que atinge a temperatura de 127 °C. O calor específico do gás é admitido constante e igual a 0,8 kJ/kg.K. A constante do gás é 0,3 kJ/kg.K. A massa do gás e o calor transferido no processo são, respectivamente, 

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

Em relação à energia e potência, é correto afirmar:

O diagrama Ferro-Carbono (Fe-C) é um dos principais diagramas de materiais metálicos em razão da grande demanda tecnológica das ligas oriundas desse diagrama. Considerando esse diagrama de fases, é INCORRETO afirmar: