Questões de Concurso Sobre termodinâmica em engenharia mecânica

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Q1863838 Engenharia Mecânica
A distribuição de temperatura ao longo da espessura h de uma chapa grossa exposta a uma fonte de geração de calor uniforme ao longo de uma das suas superfícies é dada pela expressão:

T(x) = 5°C + 10°C ∙ exp [( x/h )2], 0 ≤ x≤ h
Dados: exp(1) = 2,7; exp(2)=7,4; exp(3) = 20,1.
A chapa possui espessura de 100 mm e área total exposta à fonte de 1 m2.

Sabendo-se que o coeficiente de condutividade térmica do material da chapa é de 30 W/mK, a taxa de transferência de calor que deixa a chapa é de:
Alternativas
Q1863829 Engenharia Mecânica
Os processos descritos a seguir são realizados em uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Rankine ideal.

Processo 1: Rejeição de calor à pressão constante
Processo 2: Aquecimento à pressão constante
Processo 3: Compressão adiabática reversível (isentrópica)
Processo 4: Expansão adiabática reversível (isentrópica)

A opção que ordena corretamente a sequência de processos, do primeiro ao último, é:
Alternativas
Q1863828 Engenharia Mecânica
Uma turbina a gás (ar frio) opera seguindo, idealmente, um ciclo de Brayton simples. Sabe-se que as pressões máxima e mínima no ciclo valem, respectivamente, 540 kPa e 160 kPa.

Admitindo por simplificação, a razão entre as capacidades caloríficas a pressão e volumes constantes desse gás igual a 1,5, a eficiência térmica dessa turbina vale, aproximadamente:
Alternativas
Q1863827 Engenharia Mecânica
As figuras a seguir apresentam os diagramas p (pressão) vs. V (volume) de dois ciclos termodinâmicos ideais compostos por alguns processos com entropia constante (s = cte).
Imagem associada para resolução da questão

Essas figuras são, respectivamente, representações dos ciclos:
Alternativas
Q1863826 Engenharia Mecânica
A figura a seguir ilustra o diagrama p-V de uma máquina após ter recebido uma quantidade de calor igual a 1000 J.
Imagem associada para resolução da questão

A quantidade de calor liberada pela máquina é de:
Alternativas
Q1863825 Engenharia Mecânica
Um mol de gás ideal é armazenado em um recipiente submetido a uma pressão de 0,75 atm e a uma temperatura mantida constante em 27°C. Sabe-se que esse recipiente possui uma válvula de alívio para garantir que a pressão no seu interior não ultrapasse 1 atm.

Assim, a máxima redução no volume ocupado pelo gás para que a válvula NÃO seja aberta é de:
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Q1863824 Engenharia Mecânica
Um gás monoatômico ideal passa por um processo isobárico a 100 N/m2 e sofre uma redução de volume de 0,20 m3.
A variação da energia interna nesse processo é de:
Alternativas
Q1846664 Engenharia Mecânica
Um engenheiro assume a hipótese de que uma máquina se comporta de acordo com o ciclo de Carnot. Sabe-se que, no seu funcionamento, a máquina tem um rendimento de 20%, recebe 1000 J de uma fonte quente e a fonte fria se encontra a 27°C. Assim, a cada ciclo, a quantidade de calor dissipada para a sua fonte fria é de
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Q1846663 Engenharia Mecânica
Um reservatório com 16,4 litros de capacidade armazena 560 gramas de oxigênio (massa molar de 16 gramas/mol) a uma temperatura de 7°C. Um operador abre uma válvula, libera oxigênio para o meio externo e reduz a pressão desse reservatório em 21 atm. Ciclos teóricos de geração de potência e refrigeração. Supondo que a temperatura se manteve constante durante a operação, a massa de gás liberada foi de
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Ano: 2021 Banca: IDECAN Órgão: PEFOCE Prova: IDECAN - 2021 - PEFOCE - Engenharia Mecânica |
Q1830181 Engenharia Mecânica
Trocadores de calor são equipamentos empregados para realizar a troca de calor entre dois ou mais fluidos sujeitos a temperaturas diferentes. Podem ser classificados de diversas formas: quanto à forma de troca de calor; quanto ao número de fluidos; e quanto ao tipo de construção, entre outras. A classificação quanto ao processo de transferência empregado identifica os trocadores de contato direto e os de contato indireto. A esse respeito, analise as afirmativas a seguir, marcando V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.
( ) Nos trocadores de contato direto, os dois fluidos se misturam. É comum que ocorra também uma transferência de massa. Esse tipo de trocador de calor apresta taxas de troca de calor muito altas. ( ) As torres de resfriamento são exemplos clássicos de trocadores de calor de contato direto – neste caso, os fluidos, normalmente, são a água e o ar. ( ) Nos trocadores de calor de contato indireto, há um fluxo de calor do fluido mais quente para o fluido mais frio através de uma parede que os separa. ( ) Os trocadores de calor de contato indireto podem ser de transferência direta ou de armazenamento. Os trocadores de calor de armazenamento também são chamados de regeneradores.
As afirmativas são, respectivamente, 
Alternativas
Q1825219 Engenharia Mecânica
Calor é uma forma de energia em trânsito, que se propaga de três maneiras: condução, convecção e radiação.
Assinale a alternativa que descreve radiação.
Alternativas
Q1772465 Engenharia Mecânica
Um recipiente hermético de volume 0,09 m3 contém cerca de 5 kg do refrigerante 134a. Com a utilização de um instrumento de medida, verifica-se que a mistura líquido-vapor está a -45 ºC.
Imagem associada para resolução da questão
F o n t e : h t t p s : / / e d i s c i p l i n a s . u s p . b r / p l u g i n fi l e . p h p / 4 5 2 5 8 0 8 / m o d _ f o l d e r / c o n t e n t / 0 / P M E 3 3 9 8 % 2 0 - %20Tabelas%20Termodin%C3%A2micas.pdf?forcedownload=1
O valor, aproximado, para o título da mistura é:
Alternativas
Q1772460 Engenharia Mecânica
Uma chapa de aço encontra-se em um ambiente que impõe um fluxo de calor constante igual a 900 W/m2 em uma de suas superfícies. Na outra face, a transferência de calor é realizada por convecção para o ar a uma temperatura igual a 15 °C e o coeficiente de transferência de calor é igual a 90 W/(m2 . °C). Sabendo que a espessura da chapa é de 10 cm e a condutividade térmica é igual a 30 W/(m. °C), a temperatura, em °C, da superfície que dissipa o calor por convecção é:
Alternativas
Q1772458 Engenharia Mecânica
O engenheiro projetista, para resolver o problema de superaquecimento de um equipamento, resolveu aumentar a transferência convectiva de calor entre a superfície e o fluido ambiente que tem sempre temperatura menor do que a superfície. Para isso substituiu a superfície lisa antiga por uma superfície com aletas muito longas. Com o objetivo de resolver a equação de energia nessas condições, pode-se assumir que:
Alternativas
Q1772446 Engenharia Mecânica
Uma tomada de carregamento de um veículo totalmente elétrico fornece 30 kW de potência de saída, a qual é utilizada para recarregar um sistema de baterias de um carro. Nas especificações do sistema de baterias, o fabricante informa que no processo de recarga o sistema transfere energia para o ambiente em forma de calor numa taxa de 3,4 kW. Levando em consideração que, em média, o carro elétrico leva 8 horas para completar a recarga, o valor total de energia, em MJ, armazenada no sistema de baterias no final do processo de recarga, é:
Alternativas
Q1772441 Engenharia Mecânica
Quanto ao módulo da resistência térmica para uma esfera oca, onde a superfície interna é r = w com i temperatura Ti , a superfície externa re = v com temperatura Te e a condutividade térmica do sólido e igual k constante, a expressão é:
Alternativas
Q1772439 Engenharia Mecânica
Para iniciar um projeto que envolve processos termodinâmicos, o engenheiro deve estimar os parâmetros iniciais, levando em consideração os ciclos termodinâmicos ideais. Para tanto, em um dado projeto, tomou-se como ponto de partida uma máquina ideal de Carnot. Imagina-se que esta máquina deva operar entre 27 ºC e 100 ºC e que cada ciclo dure um quarto de segundo e realize um trabalho de 2 kJ. Os valores aproximados da eficiência e da quantidade de calor extraída da fonte quente em cada ciclo são, respectivamente:
Alternativas
Q1772438 Engenharia Mecânica
O vapor com massa igual a 7 kg contido em um conjunto cilindro-pistão passa por uma expansão de um estado A, com energia interna específica de 3020,5 kJ/kg, para um estado B, com 2970,35 kJ/kg de energia interna. Sabendo que existem duas fontes de energias externas que transferem, de forma constante, 60 kJ de energia em forma de calor e 12,5 kJ de energia em forma de agitação, para o sistema, o valor do trabalho total, em kJ, realizado pelo pistão durante o processo AB é:
Alternativas
Q1772436 Engenharia Mecânica
Levando em consideração a máquina de Stirling ideal, pode-se afirmar que ela:
Alternativas
Q1771524 Engenharia Mecânica
Um líquido aquecido a 300 °C e com coeficiente de transferência de calor por convecção igual a 500 W/(m² . °C) flui no interior de um tubo de aço de 20 m de comprimento, com raio interno de 2 cm. Sabe-se que a relação entre o raio externo e o interno é o número neperiano. O aço do tubo tem 20 W/(m. °C). A perda de calor do líquido, considerando que a temperatura no raio externo do tubo é de 230 °C, é de: Dado pi = 3
Alternativas
Respostas
381: B
382: D
383: B
384: D
385: E
386: C
387: B
388: D
389: C
390: E
391: B
392: D
393: D
394: A
395: A
396: B
397: A
398: D
399: A
400: D