O ciclo ideal de um motor de combustão interna apresenta os seguintes processos:

Compressão adiabática com variação de temperatura entre 30 °C e 300 °C.

Aquecimento sob pressão constante, até a temperatura de 1 800 °C.

Expansão adiabática, resultando na temperatura final de 930 °C.

Considerar a entalpia do ar h = C_PT onde C_P = 1,0 kJ/kg.K

Assinale a alternativa que representa o valor aproximado do rendimento desse motor.

Uma pedra de gelo sujeita à temperatura de 270 K foi descongelada pelo contato com uma massa de 20 kg de vapor saturado na temperatura de 400 K. Verificou-se que o título deste vapor foi reduzido em 5% devido à troca de calor com a massa de gelo. Considerando que a troca de calor entre dois corpos é irreversível, conclui-se que este processo é acompanhado de uma variação de entropia.

Considere um fluxo de ar escoando ao logo de uma superfície de forma alongada, e a possibilidade de a camada-limite sofrer um descolamento da superfície, provocando turbulências que alteram a força de arraste sobre o corpo. Examine as afirmações a seguir e assinale a que apresenta corretamente uma análise do comportamento do ar e das forças que interagem com o corpo.

Uma turbina a gás tem vários estágios de pressão, cada um deles contendo um conjunto de bocais que provocam a aceleração do gás, seguidos por paletas ligadas ao rotor. A função dos bocais é enviar para as pás uma quantidade de gases em alta velocidade, para provocar a rotação do rotor. São conhecidos os seguintes dados relativos ao gás que passa pelo bocal de expansão.

Temperatura na entrada: 462,5 K

Temperatura na saída: 400 K

Velocidade na entrada: 10 m/s

Calor específico do ar: CP = 1,0 kJ/kg . K

Entalpia do ar: h = C_P.T

Assinale, entre as alternativas a seguir, aquela que mais se aproxima da velocidade na saída do bocal.

Uma tubulação que transporta vapor saturado é revestida com um isolante térmico que dificulta a perda de calor para o ar externo, e este se encontra a 20 ºC. A temperatura do vapor é 220 ºC e, nessa condição, o calor latente de condensação é 400 kcal/kg. Na extremidade da linha, foi colocado um purgador com capacidade para recolher 1,0 litro de condensado. Cada vez que ele atinge a sua capacidade máxima, uma válvula é aberta, descarregando toda a água acumulada. A tubulação com o revestimento tem um coeficiente global de transmissão de calor igual a 0,20 kcal/m². h.ºC, referido à área da superfície externa da camada isolante.

São conhecidos:

Área da superfície externa do isolante no trecho considerado: 50 m²

Densidade do líquido condensado: 1,0 kg/litro

Considerando que todo o vapor condensado neste trecho seja transferido para o purgador, assinale a alternativa que apresenta o tempo médio decorrido entre as aberturas.

O condensador de uma instalação termoelétrica a vapor utiliza 200 kg/s de água que sofre um acréscimo de temperatura de 20 °C. O vapor provém de uma turbina e entra no condensador com a entalpia de 2 200 kJ/kg.