Questões de Concurso sobre Termodinâmica

A figura mostra uma parede formada pela justaposição das camadas A, B e C, de mesma espessura e de propriedades térmicas constantes e distintas. Nessa parede está estabelecido um regime estacionário de transferência de calor, com um perfil de distribuição de temperatura entre as camadas. Na camada B não há diferencial de temperatura.

Com base na figura e na teoria de transferência de calor por condução,

Em um equipamento, um sensor de ouro com massa 10 g é aquecido de 30 para 180°C.

A quantidade de calor, em J, fornecida ao sensor para esse aquecimento é igual a

Dado

calor específico do ouro: 130 J kg^-1 K^-1

Considerando um trocador de calor TC-1.1, onde o fluido quente entra a 900ºC e sai a 600 ºC e onde o fluido frio entra a 100 ºC e sai a 500 ºC, qual é o valor do MLDT com correntes paralelas?

Considere um ambiente de 200 m² (10 x 20 m) a ser climatizado. A densidade normatizada para a atividade exercida nesse local é de 10 pessoas por 100 m². Nesse ambiente, cada computador dissipa 400 W, e a densidade de pessoas é a máxima. Cada pessoa que ocupa o local dissipa 100 W, e todas utilizam um computador. A iluminação dissipa 10 W/m². A temperatura do ar externo é de 35 °C, enquanto o ambiente interno deve estar a 20 °C. O pé-direito dessa sala possui 3 metros de altura, e o número de trocas de ar com o exterior é de 08 ACH (air change per hour). O ar possui uma massa específica aproximada de 1 kg/m³. O calor específico do ar pode ser aproximado por 1000 J/kgK. Todas as paredes recebem insolação, com um acréscimo de insolação de 5 °C. O coeficiente global de transferência de calor pelas paredes e pela laje horizontal é de 15 W/m²K. No local há ainda uma geladeira que dissipa 300 W e 5 televisores que dissipam 40 W cada. Sabendo que 1 TR é 3,51685 kW, a capacidade do equipamento que deve ser instalado no sistema é de:

Considere um forno cujo ambiente interno deve ser mantido a 308 °C, com coeficiente de convecção natural de 10 W/m²K. A parede do forno possui uma área total de 5 m² e é composta por duas chapas metálicas de 10 mm de espessura, com condutividade térmica de 50 W/mK recheadas com um material isolante de 20 mm de espessura e condutividade térmica de 1 W/m²K. O ambiente externo está a uma temperatura de 20 °C, com um coeficiente convectivo forçado de 50 W/m²K. A transferência de calor por radiação pode ser desprezada. As expressões de calor utilizando o conceito fundamental de resistências térmicas, a lei de Fourier e a Lei do resfriamento de Newton são:

𝒒=𝑼𝑨𝚫𝑻∴𝑼= $\frac{1}{\frac{1}{h_1}+\Sigma \left(\frac{L}{K}\right)+\frac{1}{h_2}}$; 𝒒=−𝒌𝑨 $\frac{\mathbf{d}\mathbf{T}}{\mathbf{d}\mathbf{x}}$ (𝑭𝒐𝒖𝒓𝒊𝒆𝒓) 𝒆 𝒒=𝒉𝑨𝚫𝑻 (Newton)

Assinale a alternativa que indica o calor transferido aproximado e a temperatura aproximada da parede externa.

Duas barras metálicas, uma de aço e outra de alumínio, possuem uma das extremidades livre. Quando a temperatura ambiente é 0°C, a distância entre as barras é de 5,00 cm, como mostra a Figura.

A temperatura em °C a partir da qual uma barra encosta na outra é, aproximadamente,

Dados

Coeficiente de dilatação linear do aço = 1,20 x 10^-5 °C^-1

Coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2,40 x 10^-5 °C^-1

Durante o treinamento de uma nova turma de engenheiros de equipamentos júnior o instrutor apresentou o diagrama temperatura-entropia ilustrado na Figura abaixo.

Ao perguntar à turma de qual ciclo ideal esse diagrama seria típico, o instrutor deverá obter como resposta o ciclo

Uma máquina térmica utiliza um ciclo termodinâmico reversível tendo um gás ideal como substância de trabalho. Esse ciclo passa pelos estados A, B, C e D e é composto pelos processos apresentados no Quadro a seguir:

Após a análise das informações contidas no Quadro, constata-se que o rendimento do ciclo vale, aproximadamente,

Você deve especificar a área de troca térmica de um trocador à placas. Sabe-se que irá trabalhar com vapor à 420 °C o qual deverá ser resfriado até 120 °C. A pressão de trabalho do vapor é 6000 kPa. A vazão do vapor é de 25 kg/s e o calor específico médio é 2000 J/kg K e o coeficiente de película do vapor é 2000 W/m²K. Utilizar-se-á água como meio refrigerante com uma temperatura de entrada de 20 °C e 70 °C de saída. Considerar o calor específico da água 4000 J/kg K. Nestas circunstâncias, é correto afirmar que

O medidor de temperatura da sala de geradores termelétricos monitora a temperatura ambiente nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Considere:

I. Na escala Kelvin, o ponto de fusão do gelo vale, aproximadamente, 273K, enquanto que na escala Celsius, vale 0°C.

II. A temperatura 23°C, na escala Fahrenheit, vale, aproximadamente, 55°F.

III. A menor temperatura que uma substância pode atingir é zero kelvin ou, aproximadamente, −273°C.

Está correto o que consta APENAS em