Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 2º Teste-Repescagem, 15/Junho /2015

Nome Nº

Problema 1 (10 v) (selecione apenas uma resposta)

1) Para aumentar o rendimento de um ciclo reversível de potência que opera entre duas fontes de energia com temperaturas Th (fonte quente) e Tc (fonte fria), é melhor:

a) aumentar a temperatura da fonte fria, mantendo a temperatura da fonte quente b) diminuir a temperatura da fonte fria, mantendo a temperatura da fonte quente c) diminuir o trabalho produzido d) reduzir a entropia do sistema

2) A 2ª Lei da Termodinâmica exige que a variação de entropia de qualquer processo seja:

a) positiva ou nula b) nula c) nenhuma exigência

3) Num processo termodinâmico com um gás perfeito a variação de entropia é dada por !! − !! = !! ln !!

!! − !!ln!(!!!!) se: a) o processo for adiabático e reversível b) o processo ocorrer num sistema fechado c) se considerarmos Cp constante

4) Se a eficiência de um ciclo de Carnot é de 40%, então o COP de um ciclo frigorífico de Carnot a operar entre as mesmas fontes térmicas é:

a) 1.5 b) 2.5 c) 3.4 d) 4.5 5) A variação de energia interna num sistema fechado é igual ao calor trocado se o processo reversível ocorrer a

a) pressão constante b) temperatura constante c) volume constante d) entropia constante e) nenhuma das respostas anteriores

P1

Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 2º Teste-Repescagem, 15/Junho /2015

Nome Nº

6) O trabalho realizado num processo adiabático de um sistema fechado com estados termodinâmicos inicial e final fixos, depende:

a) somente dos estados inicial e final b) do processo termodinâmico c) da massa do sistema d) nenhuma das respostas anteriores

7) Considere o diagrama P-v de um ciclo termodinâmico com gás perfeito. Para o processo A-B :

a) o sistema recebe trabalho b) o sistema cede trabalho c) o trabalho é nulo

Para o processo B-C, a troca de calor é a) o sistema recebe calor b) o sistema cede calor c) a troca de calor é nula

Para o processo C-A, a energia interna a) aumenta b) diminui c) mantém-se

8) A principal causa de irreversibilidades, num processo termodinâmico é:

a) a transferencia de calor com um gradiente de temperatura b) o atrito c) as duas alineas anteriores d) nenhuma das respostas anteriores

Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 2º Teste-Repescagem, 15/Junho /2015

Nome Nº

Problema 2 (10 v) Considere uma central térmica a vapor que opera segundo o ciclo de Rankine ideal com sobreaquecimento. O vapor entra na turbina a 3MPa e 360°C e a pressão no condensador é de 70kPa. O vapor sai do condensador em liquido saturado.

a) Preencha a tabela, justificando com os cálculos necessários e suficientes: Pressão [kPa] Temperatura [°C] Entalpia [kJ/kg] Entropia [kJ/kg K] Entrada turbina

Saída da turbina

Entrada da bomba

Saída da bomba xxxxxx

b) Qual o trabalho especifico da Turbina e o da Bomba? c) Qual o rendimento do ciclo? d) Para este ciclo de Rankine, considerando que a pressão na caldeira e no condensador

permanecem constantes, qual o efeito de aumentar a temperatura de sobreaquecimento: Aumenta Diminui Permanece constante

O trabalho da turbina O trabalho da bomba O calor fornecido na caldeira O calor rejeitado no condensador O titulo de vapor à saída da turbina Nota: na alínea d) uma resposta certa = 1 valor uma resposta errada =-1. Mas no total a alínea tem uma cotação entre 0 e 5, i.e., o valor negativo só afecta a cotação da alínea d)

P2

Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 1º Exame , 15/Junho /2015

Nome Nº

Problema 1 (6 v) (selecione apenas uma resposta)

1) Para aumentar o rendimento de um ciclo reversível de potência que opera entre duas fontes de energia com temperaturas Th (fonte quente) e Tc (fonte fria), é melhor:

a) aumentar a temperatura da fonte fria, mantendo a temperatura da fonte quente b) diminuir a temperatura da fonte fria, mantendo a temperatura da fonte quente c) diminuir o trabalho produzido d) reduzir a entropia do sistema

2) A 2ª Lei da Termodinâmica exige que a variação de entropia de qualquer processo seja:

a) positiva ou nula b) nula c) nenhuma exigência

3) Num processo termodinâmico com um gás perfeito a variação de entropia é dada por !! − !! = !! ln !!

!! − !!ln!(!!!!) se: a) o processo for adiabático e reversível b) o processo ocorrer num sistema fechado c) se considerarmos Cp constante

4) Se a eficiência de um ciclo de Carnot é de 40%, então o COP de um ciclo frigorífico de Carnot a operar entre as mesmas fonts térmicas é:

a) 1.5 b) 2.5 c) 3.4 d) 4.5 5) A variação de energia interna num sistema fechado é igual ao calor trocado se o processo reversível ocorrer a

a) pressão constante b) temperatura constante c) volume constante d) entropia constante e) nenhuma das respostas anteriores

P1

Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 1º Exame , 15/Junho /2015

Nome Nº

6) O trabalho realizado num processo adiabático de um sistema fechado com estados termodinâmicos inicial e final fixos, depende:

a) somente dos estados inicial e final b) do processo termodinâmico c) da massa do sistema d) nenhuma das respostas anteriores

7) Considere o diagrama P-v de um ciclo termodinâmico com gás perfeito. Para o processo A-B :

a) o sistema recebe trabalho b) o sistema cede trabalho c) o trabalho é nulo

Para o processo B-C, a troca de calor é a) o sistema recebe calor b) o sistema cede calor c) a troca de calor é nula

Para o processo C-A, a energia interna a) aumenta b) diminui c) mantém-se

8) A principal causa de irreversibilidades, num processo termodinâmico é:

a) a transferencia de calor com um gradiente de temperatura b) o atrito c) as duas alineas anteriores d) nenhuma das respostas anteriores

Considere)uma)central)térmica)a)vapor)que)opera)segundo)o)ciclo)de)Rankine)ideal)com)sobreaquecimento.)O)vapor)entra)na)turbina)a)3MPa)e)360°C)e)a)pressão)no)condensador)é)de)70kPa.)O)vapor)sai)do)condensador)liquido)saturado.)

a) Preencha)a)tabela:)

) Pressão)[kPa])

Temperatura)[°C])

Entalpia)[kJ/kg])

Entropia)[kJ/kg)K])

Entrada)turbina) 3000) 360) 3138.7) 6.7801)Saída)da)turbina) 70) 89.95) 2408.8) 6.7801)Entrada)da)bomba) 70) 89.95) 376.7) 1.1919)Saída)da)bomba) 3000) xxxxx) 379.6) 1.1919))

Saída)da)turbina))))x=(6.7801W1.1919)/(7.4797W1.1919)=0.89)

))))))))))))))))))))))))))))))))))h=)0.89)x)2660+(1W0.89))x)376.7=2408.8)kJ/kg)

Saída)da)bomba)))h=)376.7+0.001(3000W70)=)379.6)kJ/kg)

b) Qual)o)trabalho)especifico)da)Turbina)e)o)da)Bomba?)

))))))))))))))W)turbina=)(3138.7W2408.8))=)729.9)kJ/kg)

))))))))))))))W)bomba=))(379.6W376.7)=))2.9)kJkg)

c) Qual)o)rendimento)do)ciclo?)

!=)(729.9W2.9)/(3138.7W379.6)=)0.26)

d) Para)este)ciclo)de)Rankine,)considerando)que)a)pressão)na)caldeira)e)no)condensador)permanecem)constantes,)qual)o)efeito)de)aumentar)a)temperatura)de)sobreaquecimento:)

) Aumenta) Diminui) Permanece)constante)O)trabalho)da)turbina)) xx) ) )O)trabalho)da)bomba) ) ) xx)O)calor)fornecido)na)caldeira)

xx) ) )

O)calor)rejeitado)no)condensador)

xx) ) )

O)titulo)de)vapor)à)saída)da)turbina)

xx) ) )

)

()na)alínea)d))uma)resposta)certa)=)1)valor)uma)resposta)errada)=W1.)Mas)no)total)a)alínea)tem)uma)cotação)entre)0)e)5,)i.e.,)o)valor)negativo)só)afecta)a)cotação)da)alínea)d)))

)