Questões de Concurso Sobre termodinâmica em engenharia mecânica

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Q2017971 Engenharia Mecânica
Os trocadores de calor são equipamentos que fornecem uma interface para o processo de transferência de calor entre diferentes meios. O enunciado que apresenta uma informação verdadeira sobre os trocadores de calor é:
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Q2017970 Engenharia Mecânica
Considere um fluido confinado entre duas superfícies horizontais onde a temperatura da superfície inferior é maior que a temperatura da superfície superior. Se essa diferença de temperatura for suficientemente pequena, a transferência de calor irá ocorrer basicamente por condução, originando um perfil de temperatura linear ao longo do fluido. No entanto, devido ao coeficiente de expansão térmica, o fluido com uma maior temperatura (próximo à superfície inferior) irá possuir uma menor densidade que o fluido com menor temperatura. Quando a diferença de temperatura entre as superfícies atingir um valor crítico, o sistema irá se tornar instável e a estratificação de densidade irá originar a movimentação do fluido na forma de uma célula de convecção, sendo este o fenômeno conhecido como instabilidade de Rayleigh – Bernard.
Considerando os modos de transferência de calor apresentados, é CORRETO afirmar:
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Q2017965 Engenharia Mecânica
Conforme ilustrado na figura abaixo, um sistema executa um ciclo de potência enquanto recebe 750 kJ por transferência de calor a uma temperatura de 1500 K e descarrega 100 kJ por transferência de calor a uma temperatura de 500 K. Outra transferência de calor do sistema ocorre a uma temperatura de 1000 K. 

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De acordo com a igualdade de Clausius, é CORRETO afirmar:
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Q2017958 Engenharia Mecânica
Uma bomba de calor para aquecimento de piscinas apresenta alto desempenho e economia. A cada kW consumido, 5 kW são devolvidos em forma de energia térmica, mantendo a água da piscina aquecida. Considerando o funcionamento padrão de uma bomba de calor, os valores do trabalho do ciclo, em kW, a energia para aquecimento, em kW, e o coeficiente de performance (COP) são, respectivamente
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Q2017948 Engenharia Mecânica

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Esse aço ABNT H13 foi austenitizado em forno tipo mufla a 1050°C e, em seguida, resfriado em água. Em seguida, foi aquecido nas temperaturas de 100 a 700°C em tempos de 15, 60, 120, 180, 240 e 480 min. Posteriormente, mediu-se a dureza na escala HRC (Gráfico 1).


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Justifique a classificação do aço ABNT H13 como ferramenta a partir Gráfico 1. Qual é a razão de utilizar a temperatura de 1050°C na austenitização? O que é austenitização?

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Q1971349 Engenharia Mecânica
Trocadores de calor a placas utilizam placas fabricadas com materiais nobres, como inox, hastelloy, titânio, incolloy, níquel, zircônio, entre outros, para resistirem à corrosão. As placas desse tipo de trocador, não hermético (não brasado), são separadas por um agente de vedação que, quando pressionado (comprimido pelo aperto na montagem), promove a vedação dos fluidos que escoam sobre as faces das placas. Os materiais USUALMENTE empregados para essa vedação IMPEDEM que o trocador trabalhe em temperaturas, em o C, superiores a
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Q1971347 Engenharia Mecânica
A água ingressa a 80 ºC em um tubo de diâmetro 1" (25,4 mm) com v = 2 cm/s. A espessura do tubo é desprezível. São dadas as seguintes propriedades da água: ρ = 985 kg/m3; C = 4,18 J/g• ºC; K = 0,651 W/m• ºC; hágua = 143,4 W/m2 •K. Sabendo-se que o tubo tem 3 m de extensão e que sua temperatura é ttubo = 60 ºC = constante em toda sua extensão, então a temperatura de saída da água, em ºC, é de
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Q1971339 Engenharia Mecânica
Vapor se expande em uma turbina que opera a 10 bar e 900 K (diagrama de Mollier he = 1.260 kJ/kg) saindo da mesma a 1 bar e 500 K (diagrama de Mollier hs = 760 kJ/kg). A velocidade na entrada é pequena, comparada com a velocidade na saída, cujo valor é 100 m/s. A turbina opera em regime permanente e desenvolve uma potência de 2.970 kW. A transferência de calor entre a turbina e sua vizinhança, juntamente com os efeitos da energia potencial é desprezível. Nessas condições a área de escoamento do vapor na saída da turbina, em m2, é:

Dado:
A densidade do vapor vale 0,627 kg/m3
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Q1956828 Engenharia Mecânica
As ciências térmicas fazem uso dos modelos laboratoriais para realização de projetos de engenharia. Com o levantamento de dados adimensionais coletados nesses ensaios, é possível obter uma boa expectativa do comportamento do sistema a ser projetado e, assim, fazer o dimensionamento adequado.
A coluna da esquerda apresenta os números adimensionais aplicados em processos de transferência de calor e de escoamento de fluidos e a da direita, sua característica ou aplicação em virtude do fenômeno físico. Numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda.

1- Número de Prandtl
2- Coeficiente de resistência de Darcy-Weisbach
3- Número de Biot
4- Número de Rayleigh
( ) Oferece o regime de escoamento da convecção natural, pois representa a relação entre as forças de campo de empuxo com as forças viscosas.
( ) Faz uma relação entre a transferência de calor por condução do corpo imerso em um fluido e a transferência de calor convectiva na superfície desse corpo.
( ) É a razão da taxa de difusão viscosa pela taxa de difusão térmica.
( ) Parâmetro aplicado para determinação de perda de carga e depende do número de Reynolds e da rugosidade relativa.

Marque a sequência correta.
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Q1956821 Engenharia Mecânica
Um incêndio iniciou em recinto com uma grande quantidade de papel, sendo este o único elemento combustível desse ambiente. Na parte superior do recinto, há um reservatório de água com capacidade de 1000 litros. É sabido que, no momento do incêndio, não houve abastecimento de água e também não ocorreu consumo ou vazamento de água. Pela investigação levantada, foi admitido que o recinto estava isolado com paredes de comportamento adiabático. Também é assumida a hipótese que todas as outras coisas, incluindo o papel e a parede desse recinto, com a exceção da água que estava contida nesse reservatório, possuem capacidade térmica desprezível. No início do incêndio, o reservatório de água estava cheio, no entanto, devido à queima total e completa do papel, o incêndio foi extinto, e devido ao calor ocorreu evaporação de 64% da água existente no reservatório. Adicionalmente é admitido que a água, após entrar no estado de vapor, logo se exauria do recinto.

Considerar:
 entalpia de vaporização da água: 2250 kJ/kg
 entalpia da água líquida na temperatura ambiente: 100 kJ/kg
 entalpia da água líquida saturada: 420 kJ/kg
 admitir a energia interna da água líquida aproximadamente igual a sua entalpia
 poder calorífico inferior do papel: 16000 kJ/kg
 densidade da água líquida: 1000 kg/m³

Assinale a quantidade de papel queimado que continha esse recinto. 
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Q1950413 Engenharia Mecânica
Os ciclos termodinâmicos são processos que um sistema realiza a fim de se obter trabalho do sistema ou de se realizar trabalho sobre o sistema. São considerados ciclos termodinâmicos os seguintes, EXCETO:
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Q1935580 Engenharia Mecânica
Ponto de fulgor à pressão constante é a temperatura
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Q1924695 Engenharia Mecânica
Sabe-se que o número de Nusselt para transferência de calor laminar em um tubo circular é 48/11.
Para um tubo com raio de 5 cm e um fluido com condutividade térmica de 0,5 W m-1 K-1 , o coeficiente de transferência de calor convectiva entre o fluido e o tubo, em W m-2 K-1 , é 
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Q1923913 Engenharia Mecânica

Um refrigerador doméstico com coeficiente de desempenho igual a 1,5 consome, em seu acionamento, 100 W, transferindo calor para o ambiente.

Qual a taxa de transferência de calor, em W, transferida para o ambiente? 

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Q1923912 Engenharia Mecânica

No estudo da Convecção, é usual aplicar a Análise Dimensional, de modo que um experimento eficiente seja bem realizado para o modelo e que os seus resultados possam ser úteis para o protótipo. Após a sequência de passos, a situação mais geral envolve a seguinte expressão:

Nu = f (Re, Gr, Pr)

Nessa relação, Nu é o número de Nusselt, Re é o número de Reynolds, Gr é o número de Grashof, e Pr é o número de Prandtl. Considere dois experimentos, M (modelo) e P (protótipo). 


Para se obter o número de Nusselt (Nu) para o protótipo, a partir do mesmo número para o modelo, conclui-se que

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Q1923911 Engenharia Mecânica

Considere a troca de calor em regime permanente, supondo, ainda, que a temperatura da face esquerda de uma parede seja Tq e que a temperatura da face direita da mesma parede seja Tf.

Em igualdade de outras condições, para aumentar a troca de calor entre dois ambientes por Condução, deve-se

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Q1920873 Engenharia Mecânica

Considere o calor trocado em regime permanente entre dois ambientes separados por uma parede de espessura L e condutividade térmica k.

Tendo em vista o calor trocado entre os dois ambientes, a(o)

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Q1912914 Engenharia Mecânica
A ideia de que a massa específica do ar é proporcional à pressão atmosférica prevê que a pressão diminui exponencialmente com a altitude.
Nessas condições, a altitude na qual a pressão atmosférica é a metade de seu valor no nível do mar é de, aproximadamente,
(Pressão atmosférica ao nível do mar: 1 atm ≈ 105 N/m2 . Massa específica do ar à pressão atmosférica = 1,3 kg/m3 , g = 10 m/s2 e ln 2 ≈ 0,69)
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Q1911490 Engenharia Mecânica
A pressão absoluta ao nível do mar, a 0°C, é de aproximadamente:
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Q1911487 Engenharia Mecânica
É desejado resfriar 0,5 kg de um gás em um conjunto cilindro-pistão. No processo de expansão, a relação pressão-volume é constante e a variação de energia cinética ou potencial é desprezível. Sabendo que a energia interna específica do gás no processo é de -60 kJ/kg e o trabalho produzido é de +18 kJ, calcule a transferência de calor líquida, Q, para o processo. 
Alternativas
Respostas
261: C
262: B
263: A
264: C
265: E
266: B
267: E
268: A
269: B
270: B
271: C
272: E
273: B
274: D
275: D
276: C
277: A
278: C
279: D
280: E