Questões de Conhecimentos Técnicos de um determinado Cargo/Área da Fundação para o Vestibular da Universidade Estadual Paulista (VUNESP)

O ciclo Ericsson é um caso-limite do ciclo Brayton regenerativo com infinitos estágios de reaquecimento e inter-resfriamento, sem irreversibilidades. Dessa forma, o fornecimento de energia ao ciclo se dá a temperatura constante igual a T_H, a temperatura do reservatório a alta temperatura. A rejeição de calor se dá a temperatura constante igual a T_L, a temperatura do reservatório a baixa temperatura. O ciclo Ericsson é composto por dois processos isotérmicos e dois isobáricos, enquanto que o ciclo de Carnot é composto por dois processos adiabáticos e dois isotérmicos, todos reversíveis.

Considerando um ciclo de Carnot e outro Ericsson, ambos operando entre os mesmos reservatórios térmicos, é correto afirmar que

• A.

  o ciclo de Carnot é o que apresenta a maior eficiência térmica.

• B.

  o ciclo Ericsson é o que apresenta a maior eficiência térmica.

• C.

  ambos os ciclos apresentam a mesma eficiência térmica.

• D.

  o trabalho específico realizado pelo ciclo de Carnot é maior.

• E.

  o trabalho específico realizado pelo ciclo Ericsson é maior.

A amplitude do campo elétrico associado a uma onda luminosa harmônica, plana e polarizada linearmente, é Ez = 4πcos[π(t–x/0,8c).10¹⁵]V/cm no interior de um material. A frequência da luz, o seu comprimento de onda e o índice de refração do material são, respectivamente:

• A.

  1,0 x 10¹⁵ Hz, 480 nm e 1,0.

• B.

  0,5 x 10¹⁵ Hz,240 nm e 1,3.

• C.

  0,5 x 10¹⁵ Hz, 480 nm e 1,3.

• D.

  1,0 x 10¹⁵ Hz, 480 nm e 1,3.

• E.

  0,5 x 10¹⁵ Hz, 480 nm e 1,0.

Um motor turbojato é composto por um difusor, um compressor, uma câmara de combustão, uma turbina e um bocal. A potência da turbina é suficiente apenas para acionar o compressor. Os gases de combustão deixam a turbina com pressão e temperatura elevadas e se expandem através do bocal, deixando o turbojato a alta velocidade e produzindo empuxo. Em regime permanente, a pressão e a temperatura na entrada do bocal são iguais a 600 kPa e 1027 ºC, respectivamente, enquanto que a temperatura em sua saída é igual a 527 ºC.

Considere que o fluido de trabalho é o ar modelado como gás perfeito, com calor específico a pressão constante igual a 1 kJ/(kgK).

A velocidade dos gases na saída do bocal é igual a

• A.

  300 m/s.

• B.

  600 m/s.

• C.

  1 000 m/s.

• D.

  1 200 m/s.

• E.

  1 800 m/s.

Um polarizador e um analisador são orientados de modo que se transmita a maior quantidade de luz possível. Que fração da intensidade máxima o feixe transmitido possui quando o analisador gira a um ângulo de 30, 45 e 60 graus, respectivamente?

• A.

  0,92; 0,70; 0,38.

• B.

  0,38; 0,70; 0,92.

• C.

  0,15; 0,50; 0,85.

• D.

  0,75; 0,5; 0,25.

• E.

  0,85; 0,5; 0,15.

O ciclo Stirling é composto por quatro processos reversíveis, uma compressão isotérmica do estado 1 ao 2, um aquecimento isocórico de 2 a 3, uma expansão isotérmica do estado 3 ao 4 e um resfriamento isocórico de 4 a 1. A massa de ar contida no motor é m. São conhecidas as temperaturas, T, pressões, p, energias internas específicas, u, e entropias específicas, s, associadas a cada um dos estados. Por exemplo, T₁, p₁, u₁ e s₁ indicam, respectivamente, a temperatura, a pressão, a energia interna e a entropia do estado 1.

O calor transferido ao ciclo a partir do reservatório a alta temperatura, Q_H, é igual a

• A.

  mT₂(s₄ – s₃)

• B.

  mT₃(s₄ – s₃)

• C.

  mT₃(s₃ – s₂)

• D.

  m(u₃ – u₂)

• E.

  m(u₁ – u₂)

Uma experiência de Young é realizada com luz emitida por átomos de Helio excitados (λ = 502 nm). As franjas de interferência são medidas cuidadosamente sobre uma tela situada a uma distância de 1,20 m do plano das fendas e verifica-se que a distância entre o centro da vigésima franja brilhante (excluindo da contagem a franja central) e a franja central é igual a 10,6 mm. Qual é a distância entre as fendas?

• A.

  1,14 μm.

• B.

  1,14 mm.

• C.

  10,6 mm.

• D.

  10,6 μm.

• E.

  0,57 mm.

O ciclo Stirling é composto por quatro processos internamente reversíveis, uma compressão isotérmica do estado 1 ao 2 (T₁ = T₂), um aquecimento isocórico de 2 a 3 (v₂ = v₃), uma expansão isotérmica do estado 3 ao 4 (T₃ = T₄) e um resfriamento isocórico de 4 a 1 (v₄ = v₁). A massa de ar no motor é m. São conhecidas as temperaturas, T, e pressões, p, associadas a cada um dos estados. Considere que o ar comporta- se como gás ideal, com calores específicos constantes. A constante do ar é igual a R.

O trabalho líquido realizado pelo ciclo é igual a

• A.

  

• B.

  

• C.

  

• D.

  

• E.

  

• A.

  514,5 ìm.

• B.

  257,3 mm.

• C.

  128,7 mm.

• D.

  257,3 ìm.

• E.

  128,7 ìm.

Uma bomba de calor será usada para manter a temperatura da água de uma piscina em 27 ºC. A piscina está em um ambiente cuja temperatura é 7 ºC. Dessa forma a água da piscina perde energia por transferência de calor para a vizinhança a uma taxa de 150 kW. A mínima potência requerida para acionar a bomba de calor é

• A.

  10 kW.

• B.

  90 kW.

• C.

  120 kW.

• D.

  130 kW.

• E.

  150 kW.

Uma luz de comprimento de onda igual a 633 nm proveniente de uma fonte distante incide sobre uma fenda com largura de 0,750 mm, e a figura de difração resultante é observada sobre uma tela situada a uma distância de 3,50 m da fenda. Qual é a distância entre as duas primeiras franjas escuras localizadas de cada lado da franja brilhante central?

• A.

  5,91 mm.

• B.

  2,95 mm.

• C.

  2,95 m.

• D.

  1,83 mm.

• E.

  5,91 m.