Questões Militares Sobre termodinâmica em engenharia mecânica

Em um processo isobárico, 10 kg de água, inicialmente líquida, evaporam completamente a uma temperatura de 100ºC. O calor de evaporação da água é 5,4 x 10⁵ cal.kg^–1. Qual a variação da entropia no processo em cal/K?

Uma máquina de Carnot recebe 2800J por ciclo de uma fonte a 527ºC e cede calor a uma fonte fria a 127º. O rendimento, o trabalho realizado e a quantidade de calor cedida à fonte fria, por ciclo, são, respectivamente,

Com relação à rugosidade superficial de duas superfícies em contato, pode-se afirmar que

O diagrama acima é representativo do ciclo teórico de

A figura acima representa uma parede plana simples que separa dois ambientes. Considerando a transferência de calor em regime permanente, calcule a espessura da parede, em metros, e assinale a opção correta. 

Dados:

Temperatura do ambiente interno: T_i = 0°C; Temperatura na parede pelo lado do ambiente interno: T₁ = 2°C; Coeficiente de transferência de calor por convecção do ambiente interno: h_i = 40 W/m² K;

Coeficiente de transferência de calor por convecção do ambiente externo: h₀ = 20 W/m2K;

Temperatura do ambiente externo: T₀ = 2 0°C; e

Coeficiente de transferência de calor por condução da parede: k = 0,4 W/mK. 

Assinale a opção que apresenta apenas propriedades intensivas de uma substância.

Assinale a opção que apresenta, respectivamente, a umidade relativa, a umidade específica em kg de vapor / kg de ar seco, e a umidade absoluta máxima em kg de vapor / m³ de ar seco. 
Dados: Ma = massa molar do ar seco; Mv = massa molar do vapor; pa = pressão parcial do ar seco; pv = pressão parcial do vapor; ptt = pressão total da mistura; P_sat = pressão de saturação do vapor na temperatura da mistura;  v_v = volume específico do vapor; v_a = volume específico do ar seco  ρ_v = massa específica do vapor; e  ρ_a = massa específica do ar seco. 

Testes experimentais efetuados em parte de uma lâmina de turbina de 54 mm indicam um fluxo térmico na lâmina de q” = 83 kW/m² . Para manter uma temperatura superficial em regime estacionário de 853°C, o calor transferido para a lâmina é removido por uma substância refrigerante que circula no interior da lâmina. Determine o fluxo térmico na superfície da lâmina, caso a sua temperatura superficial fosse reduzida para 710°C através do aumento da vazão do refrigerante. (Considere: T_∞(ar) = 1000°C; Var = 165 m/s; condições de regime permanente e propriedades do ar constantes.) O valor do fluxo térmico na superfície da lâmina será de

Desprezando a troca de calor pelo piso e pelo teto, que estão bem isolados, o calor a ser extraído da sala pelo condicionador de ar (em HP) será de :

(Considere: 1 HP = 641,2 kcal/h.)

Considere duas baterias diferentes: uma de chumbo que fornece 25 A a 12 V por 135 min, a 27°C e a outra um sistema de armazenagem de energia por rotação de um volante constituído por um disco reforçado por fibra de vidro, que gira em uma câmera de vácuo, na qual levita por ação de campo magnético estabelecido para obter esse efeito. Os seguintes dados para esse sistema de armazenagem de energia por rotação de um volante podem ser considerados: disco de 8 kg de massa, raio de 20 cm, quando totalmente carregado, gira a 60.000 rpm; entretanto, apenas 85% da energia armazenada pode ser recuperada como eletricidade. Comparando essas duas baterias, é correto afirmar que

Analise a figura a seguir.

Dados: temperatura do fluido no ambiente interno: 14°C; temperatura do fluido no ambiente externo: 40°C; coeficiente de transmissão de calor por convecção para o ambiente interno: 5kCal/hm²°C; coeficiente de transmissão de calor por convecção para o ambiente externo: 10kCal/hm²°C; coeficiente de transmissão de calor por condução da antepara: 0,1kCal/hm°C; espessura da antepara: 10cm.

Considere uma antepara plana simples, separando dois ambientes conforme o desenho acima. Assinale a opção que apresenta os valores das temperaturas nas faces da antepara na condição de transferência de calor em regime permanente.

Analisando o diagrama temperatura x entropia (T x s) em anexo, coloque V (verdadeiro) ou P (falso) nas seguintes afirmativas e assinale a opção correta.

( ) O comportamento da substância para o estado dado pela condição T = 200°C e s = 9,5kJ/kgK pode ser considerado como de gás perfeito.

( ) O ponto crítico para a substância corresponde ao estado dado pela condição T ≅ 375°C e s ≅ 4,4kJ/kgK.

( ) O estado dado pela condição T ≅ 380°C e s = 7kJ/kgK e o estado dado pela condição T ≅ 525°C e s = 6,5kJ/kgK apresentam a mesma entalpia.

( ) No estado dado pela condição de T ≅ 260°C e s = 6kJ/kgK, a substância está na fase de vapor saturado seco.

( ) A entropia específica para a condição de vapor úmido dado por T = 200°C e titulo de 90% é s = 6kJ/kgK. 

Considerando o processo politrópico reversível para um gás perfeito representado pela equação pvⁿ = CTE, qual será o processo para o qual n = ∞ ?

Considere um ciclo padrão a ar com os seguintes processsos:

1 - 2 compressão isoentrópica;

2 - 3 aquecimento isobárico;

3 - 4 expansão isoentrópica;

4 - 1 resfriamento isobárico.

Assinale a opção que apresenta a aplicação ideal para o ciclo acima.

Em relação à transferência de calor e massa, coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmativas abaixo, e assinale a opção que apresenta a sequência correta.

( ) O acréscimo de isolamento térmico sempre reduz o fluxo de calor.

( ) O modo de transmissão de calor por radiação ocorre sem um meio interveniente.

( ) Em um trocador do tipo correntes paralelas, a área superficial é maior do que para um trocador do tipo correntes opostas, para uma mesma quantidade de calor trocada por unidade de tempo.

( ) No processo (modo) de transmissão de calor por radiação, a emissão de calor sempre se dá do corpo mais quente para o corpo mais frio.

Considere um recipiente estanque que contenha uma mistura saturada de uma substância pura. Assinale a opção que apresenta o valor do título da mistura.

Dados:

volume de líquido: 0,2m³;

volume do recipiente: 1,2m³;

volume específico da fase de vapor: 0,01m³/kg;

volume específico da fase líquida: 0,001m³ /kg;

temperatura: 30°C;

pressão de saturação: 1MPa.

Considerando um balão que contenha vapor seco de uma substância pura, assinale a opção que apresenta o valor da energia interna, em Joules, contida no balão.

Dados: temperatura: 50°C;

pressão: 200kPa (absoluta);

entalpia específica: 5.000kJ/kg;

volume específico: 10m³/kg;

volume do balão: 100m³ .

Em relação aos grupos adimensionais utilizados em transmissão de calor, é INCORRETO afirmar que o número de

Uma máquina térmica funciona aplicando a um mol de gás ideal, que está a uma temperatura T₁ e ocupa um volume V₁, uma sequência de 4 transformadores reversíveis na seguinte ordem:

I - uma expansão isotérmica até duplicar de volume;

II - uma transformação isocórica até sua temperatura atingir a metade da temperatura inicial;

III - uma contração isotérmica até retornar ao volume inicial V₁; e

IV - uma transformação isocórica até retornar ao estado inicial.

Chamando de R a constante universal dos gases perfeitos, o rendimento η e o trabalho W, por ciclo, dessa máquina são, respectivamente:

Os trocadores de calor são classificados, normalmente, em função da configuração do escoamento e do tipo de construção. Marque a alternativa correta.