Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre termodinâmica em engenharia mecânica

A segunda lei da termodinâmica impõe limites á operação dos dispositivos cíclicos, conforme expresso pelos enunciados de Kelvin-Planck e de Clausius. Uma máquina térmica não pode operar trocando calor com um único reservatório e um refrigerador não pode operar sem fornecimento líquido de energia de uma fonte externa. As conclusões, conhecidas como os princípios de Carnot, referentes á eficiência térmica de máquinas reversíveis e irreversíveis são expressas da seguinte maneira: 
I. A eficiência de uma máquina térmica irreversível é sempre menor que a eficiência de uma reversível operando entre os mesmos dois reservatórios.
II. A eficiência de todas as máquinas térmicas reversíveis operando entre os mesmos dois reservatórios é sempre a mesma.
III. A eficiência de uma máquina térmica reversível é sempre menor que a eficiência de uma irreversível operando entre os mesmos dois reservatórios.

Estão corretas as afirmativas:

Em um ciclo de Rankine com rendimento de 40%, o trabalho líquido é de 1.100 kJ/kg, enquanto o trabalho na bomba é de 50 kJ/kg.
Sabendo-se que 2.750 kJ/kg de calor são trocados na caldeira, qual é o valor, em kJ/kg, do trabalho na turbina?

Duas placas planas justapostas, de mesma espessura, separam dois ambientes, ambos evacuados. As temperaturas das faces esquerda e direita do conjunto das duas placas são mantidas a TQ e TF. Sejam kE e kD as condutividades térmicas das placas da esquerda e da direita, respectivamente. Suponha o regime permanente, e que L seja a espessura de cada placa.
Nessas condições, verifica-se o seguinte:

Ao iniciar uma viagem, o carro tinha 0,2 kg de ar (suposto gás perfeito) em cada pneu, à temperatura de 27ºC e pressão manométrica de 450 kPa. Ao final da viagem, a temperatura atingiu 57ºC. Despreze as variações de volume do pneu. Admita o seguinte: 

• as propriedades termodinâmicas da substância não foram alteradas durante a viagem; • R_ar = 0,3 kN × m / Kg × K; • P_atm = 100 kPa.

Ao final da viagem, a pressão manométrica do ar no pneu, em KPa, e o volume do pneu, em m³ , serão, respectivamente, iguais a

Deseja-se conhecer a variação de entropia em um ciclo irreversível, se comparada com a devida variação de um ciclo reversível.
Nessa condição, conclui-se que a(s)