Questões de Concurso sobre Ciclos Térmicos (Otto, Diesel, Brayton, Rankine, etc)

Os processos descritos a seguir são realizados em uma máquina térmica operando segundo o ciclo de Rankine ideal.

Processo 1: Rejeição de calor à pressão constante

Processo 2: Aquecimento à pressão constante

Processo 3: Compressão adiabática reversível (isentrópica)

Processo 4: Expansão adiabática reversível (isentrópica)

A opção que ordena corretamente a sequência de processos, do primeiro ao último, é:

Considere os diagramas p-V representados em I, ll e Ill abaixo.

I-

ll -

lll-

Correspondem aos ciclos-padrão a ar Diesel e Otto, respectivamente, os diagramas:

No que diz respeito às transformações cíclicas, analise as afirmativas abaixo.

l- Um refrigerador é um dispositivo que opera segundo um ciclo e que necessita de trabalho para que se obtenha a transferência de calor de um corpo à baixa temperatura para outro à alta temperatura.

ll- As máquinas térmicas possuem as seguintes características: recebem calor de uma fonte à alta temperatura; convertem parte desse calor em trabalho; rejeitam o restante de calor para um sumidouro à baixa temperatura; e operam em um ciclo.

Ill- É passivei construir um motor que opere entre dois reservatórios térmicos dados e que seja mais eficiente que um motor reversível operando entre os mesmos reservatórios.

Assinale a opção correta.

Considerando o ciclo padrão a ar (Ciclo Otto), observe o gráfico e as figuras a seguir:

Diagrama Temperatura x entropia de um ciclo padrão a ar Otto.

Otto. Considere que os processos 2-3 e 4-1 ocorrem a volume constante e que q_ent e q_sai representam respectivamente, calor que entra e calor que sai do ciclo.

Assinale a opção que identifica corretamente a representação dos quatro tempos no diagrama ideal do motor de combustão interna de ignição por centelha:

Seja uma máquina térmica hipotética que opera segundo o ciclo reversível de Carnot. Considere Q_H como o calor transferido dessa máquina, de um reservatório a alta temperatura T_H, e Q_L o calor rejeitado para um reservatório a baixa temperatura. T_L. De acordo com os dados, assinale a opção correspondente a eficiência térmica $\eta$ dessa máquina.

Considere o ciclo termodinâmico de uma máquina frigorífica que opera em regime permanente e sem variações de energia cinética e potencial, cuja carga térmica que o evaporador deve retirar é de 10 kW. O fluido refrigerante entra no compressor adiabático com uma entalpia de 100 kJ/kg e 1 bar de pressão, e é comprimido a uma pressão de 10 bar e uma entalpia correspondente de 120 kJ/kg. O fluido é então condensado à pressão constante até o estado de líquido saturado, em que a entalpia específica cai para 50 kJ/kg. Após o condensador, o fluido passa por uma válvula de expansão isentálpica, que faz a pressão cair para a pressão do evaporador. Com base nessas informações, o coeficiente de performance do sistema frigorífico (β) é:

Os motores termodinâmicos são máquinas que convertem energia térmica em energia mecânica. Tais máquinas funcionam segundo um ciclo termodinâmico definido em função de variáveis como pressão, volume e temperatura. É exemplo típico de um ciclo termodinâmico e sua aplicação, o ciclo

Com base nos conceitos e aplicações das máquinas térmicas, assinale a alternativa correta.

Em um sistema de potência a vapor que se comporta de acordo com o ciclo Rankine, o fluido de trabalho fica sujeito a seguinte sequência de processos internamente reversíveis:

Considere o diagrama T-s de um ciclo Diesel ideal apresentado na figura abaixo.

Com base nesse diagrama, conclui-se que nos trechos 1-2 e 3-4 temos, respectivamente,

Num ciclo Rankine ideal, uma turbina desenvolve uma potência de 20 HP com uma variação de entalpia igual a 100 kcal/kg.

Para essa situação, qual o fluxo de massa de vapor, em kg/min, que passa pela turbina?

Dados: 1 HP ≅ 10,7 kcal/min