Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre leis e propriedades da termodinâmica em 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

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:

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:

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:

Levando em consideração a máquina de Stirling ideal, pode-se afirmar que ela: