Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte mantida a 227 ºC e elimina para o meio ambiente resíduos não poluentes a uma temperatura de 27 ºC.

Baseando-se no conceito de ciclo Carnot, a eficiência máxima que essa máquina pode ter é:

Um gás encontra-se inicialmente a 40 ºC, ocupando um volume de 10 m³ , a uma pressão de 100 Pa. O recipiente que contém o gás é projetado para manter sua pressão sempre constante. Com a adição de 5000 J de calor, a temperatura do gás aumenta para 60 ºC e seu volume passa a ser de 20 m³ .

Nesse caso, a variação de energia interna do gás é:

Uma batedeira de potência 1000 W agita, durante uma hora, a água de um reservatório isolado contendo 180 kg de água.

Desprezando perdas de energia e assumindo o valor de 4000 J/kg ºC para o calor específico a volume constante da água, o aumento de temperatura esperado para a água é de:

Em estudos sobre condução unidimensional de calor em paredes compostas, uma abordagem comumente utilizada é a representação do conjunto como uma estrutura única, de resistência térmica equivalente.

Na situação mostrada na figura a seguir, a parede de espessura L_A = 20 cm é composta por um material de condutividade térmica 100 W/m.K, ao passo que o material da parede com espessura L_B = 40 cm tem condutividade igual a 400 W/m.K.

A resistência térmica equivalente do conjunto, considerando uma área de condução de calor igual a 225 cm² , é:

Um manômetro de tubo aberto em formato de “U” é utilizado para medir a pressão em um reservatório (centro no ponto “O”) contendo um gás de peso específico 2 kN/m³ , conforme indicado na figura a seguir.

Sabendo que o fluido manométrico utilizado tem um peso específico de 150 kN/m³ , que as alturas h e H valem 10 cm e 20 cm, respectivamente, e que se pede que a pressão atmosférica seja desprezada nesse problema, então a pressão no centro do reservatório é:

Uma correia é usada para transmitir uma potência de 18 kW a partir de uma engrenagem motora que gira a 1800 rpm. Considerando fatores de serviço e de potência que totalizam 1,5, o torque na polia motora é, aproximadamente: Dado: Considere π = 3.

Um par de engrenagens é formado por um pinhão de 16 dentes e uma coroa de 40 dentes. A distância entre os centros das engrenagens é de 10 polegadas.

Com esses dados, é correto concluir que o passo diametral “P” é igual a:

No projeto de molas helicoidais, a tensão é calculada superpondo tensões de cisalhamento direto e tensões devidas à torção, corrigidas por fatores que levam em conta, por exemplo, o efeito da curvatura do fio.

Para determinar alguns desses fatores, é fundamental determinar o índice da mola, que depende do diâmetro externo médio da mola “D” e do diâmetro do fio “d”, conforme mostrado na figura a seguir.

Considerando uma mola de diâmetro externo total D_e = 11 mm formada por um fio de diâmetro d = 1 mm, o índice da mola é:

O projetista de um componente mecânico submetido a um carregamento harmônico de amplitude e período constantes estimou, baseado em cálculos de fadiga, que o componente tem uma vida de 1600 horas de trabalho. Nesse cálculo, baseado nas condições de trabalho do componente, ele utilizou a curva SN dada por log(\( N \)) = log(\( A \)) − \( m \) × log(Δσ), onde m = 3 e log(A) = 12.

Porém, ao revisar os cálculos, ele observou que se esqueceu de considerar o fator de concentração de tensões, igual a 2.

Nesse caso, a vida correta do componente passa a ser de: