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ATIVIDADE 3 - MÁQUINAS TÉRMICAS - 52_2024
Período:27/05/2024 08:00 a 30/06/2024 23:59 (Horário de Brasília)
Status:ABERTO
Nota máxima:0,50
Gabarito:Gabarito será liberado no dia 01/07/2024 00:00 (Horário de Brasília)
Nota obtida:
1ª QUESTÃO
“Um ciclo termodinâmico pode ser caracterizado como um ciclo fechado ou aberto. Nos ciclos fechados, o
fluido de trabalho retorna ao ponto de partida nas condições iniciais e o ciclo de reinicia, assim como ocorre
nas geladeiras. No caso dos ciclos abertos, ao contrário de recircular, o fluido é renovado ao final de cada
ciclo. Os motores de automóveis são exemplos de ciclos termodinâmicos abertos, já que ocorre a exaustão e
a substituição dos gases de combustão por uma mistura de combustível e ar fresco após cada ciclo. Dessa
forma, o motor opera em um ciclo mecânico, mas o fluido de trabalho não completa o ciclo
termodinâmico.”
 
RODRIGUEZ, J. M. F. Máquinas Térmicas. Maringá - PR: Unicesumar, 2021, p.139.
 
Diante do exposto, considere que 10 kg de água escoa em um ciclo termodinâmico fechado. Após uma
etapa do ciclo, a corrente se encontra com título de 80% e pressão de saturação de 1MPa. Ao absorver calor
do ambiente a pressão constante, a corrente adquire a temperatura de 300  C. Considerando o processo
descrito, avalie as alternativas abaixo:
I. Na pressão de saturação de 1MPa e título de 80%, a temperatura da mistura é de aproximadamente 180
C.
II. Na pressão de saturação de 1MPa e título de 80%, a corrente se encontra com entalpia de
aproximadamente 2015 kJ.kg .
III. A quantidade de calor absorvido pela corrente foi de 6760 kJ.
IV. Na pressão de saturação de 1MPa e título de 80%, a massa de vapor na mistura é de 2 kg e de líquido 8
kg.
V. Após absorver calor do ambiente, a corrente se torna uma corrente de vapor superaquecido com entalpia
de aproximadamente 3051 kJ.kg .
Para consultar a tabela de vapor, acesse: https://www.nist.gov/system/files/documents/srd/NISTIR5078.htm
 
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I, II e IV, apenas.
I, III e V, apenas.
II, III, IV e V, apenas.
I, III, IV e V, apenas.
I, II, III, IV e V.
2ª QUESTÃO
o
o
-1
-1
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about:blank 1/6
Recentemente, tem havia um foco crescente em fluidos refrigerantes que apresentem em sua composição
um baixo potência de aquecimento global (GWP), em função das constantes preocupações com as
mudanças climáticas e proteção ao meio ambiente.
Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.
 Sobre esse tema, assinale a alternativa correta.
ALTERNATIVAS
Quanto menor o GWP, maior o potencial de aquecimento global do fluido refrigerante.
Fluidos refrigerantes como o R22 e R407 não apresentam risco para o aquecimento global.
A maneira como o fluido é descartado para a atmosfera não apresenta impacto para o aquecimento global.
O potencial de aquecimento global (GWP) é uma medida de impacto que um gás refrigerante representa no
aquecimento global.
Quanto maior o GWP de um fluido refrigerante, menor será o seu potencial de contribuição para a destruição da
camada de ozônio.
3ª QUESTÃO
Turbina a vapor é um tipo de máquina térmica que produz trabalho a partir da expansão do vapor em seu
interior, ou seja, a partir da variação de volume do fluido de trabalho. A turbina de vapor é aplicada em
centrais termoelétricas a vapor, sendo alimentada por vapor superaquecido em alta pressão e
descarregando vapor saturado em baixa pressão.
 
Adaptado de: FILHO, G. F. Máquinas térmicas estáticas e dinâmicas – fundamentos de termodinâmica,
características operacionais e aplicações. São Paulo: Érica, 2014, p. 45-47,56.
Uma determinada turbina recebe vapor a 1,75 kg.s , 6 MPa e 3045 kJ.kg , e descarrega o vapor a 90 C e
2660 kJ.kg . Sabendo que a energia cinética e potencial pode ser desprezada e que no processo de
expansão a turbina dissipa 30 kW de calor para o meio, avalie as alternativas abaixo:
I. O vapor superaquecido alimenta a turbina a aproximadamente 350 C.
II. A pressão do vapor saturado na descarga da turbina é de aproximadamente 70 kPa.
III. O vapor superaquecido alimenta a turbina a uma vazão de aproximadamente 2,66 m por hora.
IV. Na descarga da turbina o vapor sai a 6,3 toneladas por hora.
V. O trabalho realizado é de aproximadamente 674 kW e está sendo fornecido para a vizinhança.
 
Para consultar a tabela de vapor, acesse: https://www.nist.gov/system/files/documents/srd/NISTIR5078.htm
 
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I, II e IV, apenas.
II, III, IV e V, apenas.
I, III e V, apenas.
I, II, IV e V, apenas.
I, II, III, IV e V.
4ª QUESTÃO
-1 -1 o
-1
o
3
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Os condensadores são componentes mecânicos essenciais nos sistemas de refrigeração e condicionamento
de ar, assim como em muitos outros processos industriais que envolvam a condensação de vapores. Sabe-se
que este componente desempenha um papel fundamental durante o ciclo de refrigeração.
Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.
Sobre a função dos condensadores, assinale a alternativa correta:
ALTERNATIVAS
Os condensadores devem operar exclusivamente com água à altas temperaturas.
É no condensador onde ocorre a expansão do fluido refrigerante, aumentando sua entalpia final.
É no condensador onde ocorre a compressão do fluido refrigerante, diminuindo sua entalpia final.
Os condensadores rejeitam apenas a carga térmica absorvida no ambiente para um meio externo.
Os condensadores rejeitam tanto o calor absorvido pelo evaporador, quanto um calor adicional gerado pelo processo
de compressão.
5ª QUESTÃO
“Nos sistemas abertos existe fluxo de massa pela fronteira que carrega energia consigo, além de calor e
trabalho. O fluxo de massa deve obedecer à lei da conservação da massa. O conhecimento da Primeira Lei
para sistemas abertos é importante para o estudo de caldeiras, compressores, sistemas de refrigeração e
muitas outras aplicações de interesse Equipamentos podem ser considerados sistemas abertos, como as
caldeiras a vapor, aquecedores em geral e trocadores de calor. Por sua vez, as máquinas também podem ser
tratadas como sistemas abertos, a exemplo das bombas, compressores, turbinas e motores.”
 
FILHO, G. F. Máquinas térmicas estáticas e dinâmicas – fundamentos de termodinâmica, características
operacionais e aplicações. São Paulo: Érica, 2014, p. 45-46.
 
Uma caldeira é alimentada com água a 80 °C a 7 atm e deve produzir 2000 kg por hora de vapor saturado a
160 °C e pressão de 6 atm. Sabendo que a água possui densidade igual a 1000 kg.m e capacidade
calorifica igual a 4,2 kJ.kg .K , avalie as alternativas abaixo:
I. A vazão de água que alimenta a caldeira é de 2 m por hora.
II. A temperatura de saturação do vapor a 6 atm é de aproximadamente 353 K.
III. A água recebe 187 kW de calor sensível para ser aquecida até o ponto de líquido saturado.
IV. A água recebe 1158 kW de calor latente para ser aquecida do ponto de líquido saturado até o ponto de
vapor saturado.
V. A taxa de calor fornecido pela caldeira é de aproximadamente 1345 kW.
 
Para consultar a tabela de vapor, acesse: https://www.nist.gov/system/files/documents/srd/NISTIR5078.htm
 
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I, II e IV, apenas.
II, III, IV e V, apenas.
I, III e V, apenas.
I, III, IV e V, apenas.
I, II, III, IV e V.
6ª QUESTÃO
-3 
-1 -1
3
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Fluidos refrigerantes são substâncias químicas que desempenham um papel fundamental nos sistemas de
climatização, como absorver, transportar e rejeitar o calor para um meio externo, fazendo com que o
ambiente seja mantido em temperaturas adequadas.
Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.
Sobre os fluidos refrigerante, assinale a alternativa correta:
 
ALTERNATIVAS
A água não é considerada um fluido refrigerante.
No evaporador o fluido refrigerante aumenta sua temperatura e condensa.
No condensador o fluido refrigerante aumenta sua temperatura e condensa.
A amônia, por conta da sua composição, não deveser utilizada em nenhum tipo de processo de refrigeração.
O fluido refrigerante é o elemento responsável por transportar o calor absorvido pelo evaporador e rejeitá-lo no
condensador para um meio externo.
7ª QUESTÃO
Os evaporadores são componentes que desempenham um papel fundamental para o funcionamento de
qualquer sistema de refrigeração, seja para aplicações domésticas, como um condicionador de ar e
refrigeradores, quanto para aplicações industriais. Esses componentes nada mais são do que trocadores de
calor com a função principal de efetuar a troca térmica entre diferentes fluidos ou meios.
Sobre esses trocadores de calor, assinale a alternativa correta:
 
ALTERNATIVAS
Durante a passagem do fluido refrigerante no evaporador, ocorre a condensação do gás.
Os evaporadores são os elementos responsáveis por rejeitar o calor absorvido do sistema de refrigeração.
São elementos finais de qualquer sistema de refrigeração, pois o fluido inicia o processo na compressão e finaliza
nos evaporadores, encerrando o processo.
Durante a passagem do fluido refrigerante no evaporador, ocorre a expansão do gás, fazendo com que este aumente
consideravelmente sua pressão.
Os evaporadores são responsáveis por absorver a carga térmica que se deseja retirar do ambiente, seja para
aplicações de conforto, ou para aplicações de processos.
8ª QUESTÃO
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Vários processos da engenharia envolvem a troca de calor entre dois corpos ou fluidos. No caso dos fluidos,
muitas vezes se encontram separados por uma parede sólida, como nos trocadores de calor e nas caldeiras.
A figura abaixo ilustra o esquema de um trocador de calor.
 A respeito de um trocador de calor, analise as afirmativas abaixo:
I) Pode-se instalar aletas ou chicanas no lado interno do tubo com o objetivo de melhorar a troca térmica;
II) A função das chicanas é aumentar a coeficiente convectivo e, aumentando assim a troca térmica;
III) A instalação de aletas e chicanas não influenciam na perda de carga do escoamento;
IV) O uso de chicanas e aletas diminuem a transferência de calor por convecção;
V) A configuração contracorrente é a opção mais vantajosa para o escoamento nos trocadores de calor.
É correto o que se afirma em:
 
ALTERNATIVAS
I e III
I, II, III e V
II, III e V
I, II e V
II e V
9ª QUESTÃO
Os conceitos da termodinâmica podem ser aplicados aos processos que envolvem as máquinas térmicas,
sendo responsáveis pela conversão de energia e geração de potência e a refrigeração. Esses processos,
geralmente, operam como um ciclo termodinâmico e podem ser divididos em ciclos de potência e ciclos de
refrigeração. Os ciclos de potência podem conter elementos que dependem de combustão de um
determinado combustível para o seu funcionamento. A respeito das máquinas térmicas de combustão, é
correto o que se afirma em:
 
ALTERNATIVAS
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Os motores movidos a Diesel operam segundo o ciclo Otto.
A caldeira é um equipamento de combustão externa, sendo o elemento central das usinas termelétricas.
Os motores que operam segundo o ciclo Otto são motores de combustão externa.
As turbinas a vapor sempre irão operam segundo o ciclo Brayton em um sistema aberto.
Apenas os gases de combustão atuam como fluido de trabalho das caldeiras das centrais termoelétricas.
10ª QUESTÃO
Os dispositivos de expansão compõem os sistemas de refrigeração e desempenham um papel fundamental
durante o ciclo, fazendo com que o controle da vazão do fluido refrigerante seja mantido conforme a
especificação do sistema.
Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.
A respeito dos dispositivos de expansão, considere as seguintes afirmativas:
I – É neste componente onde ocorre a redução de pressão e temperatura do fluido refrigerante.
II – São posicionados antes do evaporador, fazendo com que o fluido sofra uma redução brusca de
temperatura e pressão para que possa absorver o calor necessário para o processo.
III – Nem todo sistema de refrigeração possui um dispositivo de expansão, pois existem equipamentos que
operam apensa com as trocas térmicas entre evaporador e condensador.
IV – No ciclo de refrigeração, quando o fluido passa pelo dispositivo de expansão, ocorre um aumento no
volume do gás, fazendo com que este aumente sua pressão consideravelmente.
É correto o que se afirma em:
 
ALTERNATIVAS
I, II, III e IV.
I e II, apenas.
II e III, apenas.
III e IV, apenas.
I, II e III, apenas.
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