Um estudante de engenharia mecânica está aprendendo os quatro processos fundamentais que compõem o ciclo de uma usina termelétrica a vapor (Ciclo de Rankine): bombeamento, aquecimento, expansão e condensação.
No ciclo de Rankine ideal, que modela o funcionamento de usinas termelétricas a vapor, o processo de compressão do fluido de trabalho (água) ocorre em qual equipamento e sob quais condições termodinâmicas?

Um engenheiro precisa selecionar um motor elétrico para acionar uma bomba centrífuga em um sistema de irrigação. O motor deve ter potência suficiente para fornecer a energia hidráulica necessária ao fluido, compensando as perdas de eficiência da bomba. Essa bomba centrífuga deve elevar uma vazão mássica de água de 10 kg/s a uma altura manométrica total de 20 m. A eficiência total da bomba é de 80%, e a aceleração da gravidade é de 10 m/s² .
A potência elétrica necessária para acionar a bomba, em kW, é

Trocadores de Calor são equipamentos de uso industrial para aquecer ou resfriar correntes de fluidos sem misturá-las. A esse respeito, considere as afirmações a seguir.
I - A diferença de temperaturas entre a entrada e a saída da corrente quente é sempre igual à diferença de temperaturas entre a entrada e a saída da corrente fria.
II - A diferença de Temperatura Média Logarítmica não pode ser substituída pela média aritmética entre as temperaturas envolvidas.
III - Nos trocadores de calor, a corrente quente é sempre utilizada na carcaça do trocador, enquanto a corrente fria é sempre utilizada dentro dos tubos.
Está correto APENAS o que se afirma em

Em um ciclo Brayton teórico, as seguintes informações foram coletadas:
• Gás Perfeito, com cp = 1,0 kJ/(kg.K), constante;
• Entrada no compressor: temperatura de 300 K;
• Saída do compressor: temperatura de 550 K;
• Entrada da turbina: 1.400 K; e
• Saída da turbina: 700 K.
Com essas informações, a eficiência térmica do ciclo vale

Considere um tubo de raio R no qual escoa, em regime laminar, um fluido Newtoniano.
A razão do raio interno r pelo raio do tubo para a qual a velocidade local v(r) é igual à velocidade média do escoamento é aproximadamente

Uma máquina térmica que segue o modelo de Carnot trabalha entre as temperaturas de 900 K (fonte quente) e 300 K (fonte fria). A fonte quente libera cerca de 1.200 kJ de energia à substância de trabalho.
O trabalho líquido produzido pela citada máquina vale, em kJ,

Uma turbina a vapor, operando dentro de um ciclo de Rankine, recebe fluido da caldeira com entalpia = 3.200 kJ/kg. A eficiência (isentrópica) da turbina é de 80%, e a entalpia da saída da turbina real é 2.200 kJ/kg.

A entalpia na saída da turbina isentrópica associada vale, em kJ/kg,

Uma tubulação de diâmetro D e comprimento L é usada para a conexão entre um reservatório, de pressão P constante, e o ambiente, de pressão Patm. A diferença de cotas pode ser desprezada, bem como as perdas nos acidentes (conexões, registros etc.). O regime de escoamento é turbulento, dentro da zona totalmente rugosa (no qual o coeficiente de fricção só depende da razão entre a rugosidade e o diâmetro).
Nessas condições, se o comprimento L for aumentado para 4L, verifica-se que a(o)

Dois ambientes de temperaturas constantes estão separados por uma parede sólida cuja espessura é L e cujo material tem condutividade térmica k. Essa parede será substituída por outra parede que possui a mesma área transversal e espessura igual a L/2 .
Para que a troca de calor entre os dois ambientes permaneça inalterada com relação à parede original, a condutividade térmica do material da nova parede deve ser

Um pneu de automóvel é inicialmente inflado até a pressão manométrica de 200 kPa. A temperatura medida é de 27 o C, e a pressão atmosférica é de 100 kPa. Após ter dirigido por 3 horas, a temperatura medida no pneu passa a 45 o C.
Desprezando-se eventuais variações de massa e de volume, a nova pressão manométrica no interior do pneu é, em kPa,