Questões de Engenharia Mecânica da Fundação CESGRANRIO (CESGRANRIO)

Uma máquina térmica de Carnot recebe 600 kJ de calor por ciclo de uma fonte quente a 627°C e converte parte deste calor em trabalho, rejeitando o restante para uma fonte fria a 27°C. Considerando esses dados, a quantidade de calor rejeitada por esta máquina térmica reversível em cada ciclo vale, em kJ, aproximadamente

• A.

  26

• B.

  200

• C.

  350

• D.

  400

• E.

  1800

Um inventor afirma que criou um frigorífico que mantém o espaço interior a 2°C, funcionando em um ambiente cuja temperatura é de 22°C. Sua invenção apresenta um coeficiente de desempenho de 16,5. Esta afirmação é verdadeira?

• A.

  Sim, trata-se de um frigorífico irreversível.

• B.

  Sim, trata-se de um frigorífico reversível.

• C.

  Não, trata-se de um frigorífico impossível.

• D.

  Não, trata-se de um frigorífico reversível.

• E.

  Não, pois embora se obedeça à segunda lei da termodinâmica, não se obedece à primeira lei.

Que modo de transferência de calor abrange a transferência de energia em virtude do movimento molecular aleatório (difusão) e a transferência de energia através do movimento global ou macroscópico de um fluido?

• A.

  Condução.

• B.

  Convecção.

• C.

  Condensação.

• D.

  Radiação.

• E.

  Sublimação.

• A.

  75

• B.

  100

• C.

  130

• D.

  240

• E.

  434

O coeficiente global de transferência de calor é definido em função da resistência térmica total à transferência de calor entre os dois fluidos envolvidos. Ao longo da operação normal de trocadores de calor, com frequência, as superfícies estão sujeitas à deposição de impurezas dos fluidos, à formação de ferrugem ou a outras reações entre o fluido e o material que compõe a parede. A consequente formação de incrustações sobre a superfície pode aumentar significativamente a resistência à transferência de calor entre os fluidos. Esse efeito pode ser levado em conta por meio da introdução de uma resistência térmica adicional, conhecida por fator de deposição cujo valor depende da(o)

• A.

  velocidade do fluido, das condições ambientais e da efetividade do fluido.

• B.

  temperatura de operação, da velocidade do fluido e do tempo de serviço do trocador de calor.

• C.

  temperatura de operação, da condutividade térmica do fluido e da habilidade do operador.

• D.

  habilidade do operador, da eficiência do trocador de calor e da espessura da parede do tubo.

• E.

  tempo de serviço do trocador de calor, da espessura da parede do tubo e dos picos de pressão a que a tubulação está submetida.

O Ciclo-padrão a ar Brayton é o ciclo ideal para a turbina a gás simples. O ciclo para a turbina a gás simples de ciclo fechado é composto por quatro processos internamente reversíveis. Qual dos processos a seguir NÃO pertence a este ciclo?

• A.

  Expansão isoentrópica (na turbina).

• B.

  Compressão isoentrópica (no compressor).

• C.

  Rejeição de calor a pressão constante.

• D.

  Fornecimento de calor a pressão constante.

• E. Mudança de fase do fluido a pressão constante.

O Ciclo de Rankine é o ideal para uma unidade motora simples a vapor. Considerando os dados da figura acima, afirma-se que o rendimento do Ciclo de Rankine correspondente é dado por

• A.

  18,1%

• B.

  25,0%

• C.

  27,6%

• D.

  30,0%

• E. 70,0%

Sabe-se que o ciclo de potência a vapor real se afasta do Ciclo Ideal de Rankine, em virtude de muitas perdas. As perdas mais importantes que ocorrem nas tubulações são associadas à(s)

• A.

  velocidade do fluido e ao diâmetro médio da tubulação.

• B.

  difusividade térmica do fluido e à dilatação térmica das tubulações.

• C.

  perda de carga, provocada pela flexibilidade das tubulações, e à condutividade térmica do fluido.

• D.

  perda de carga, provocada pelo atrito, e à transferência de calor ao ambiente.

• E.

  mudanças de direções das tubulações e à entalpia do fluido.

O modelo de um veículo submarino, construído na escala de 1:5, deve ser testado em um tanque de ensaios contendo água salgada. Se a velocidade de operação do protótipo do veículo na água salgada é de 15 km/h, a velocidade do modelo, em km/h, para que haja semelhança dinâmica, será de

• A.

  3

• B.

  15

• C.

  30

• D.

  75

• E.

  100

O Diagrama de Moody permite que se obtenha o fator de atrito em função do Número de Reynolds no escoamento de um fluido em tubulações. Nesse diagrama constata-se que o fator de atrito,

• A.

  diminui sempre que o Número de Reynolds do escoamento diminuir.

• B.

  independe da rugosidade relativa no regime turbulento.

• C.

  independe da rugosidade relativa no regime turbulento.

• D.

  é proporcional ao inverso do Número de Reynolds no regime laminar.

• E.

  é proporcional ao inverso da rugosidade relativa da tubulação no regime laminar.