DRAFT. Termodinâmica CONCURSO PETROBRAS. Questões Resolvidas ENGENHEIRO(A) DE EQUIPAMENTOS JÚNIOR - MECÂNICA

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1 CONCURSO PETROBRAS ENGENHEIRO(A) DE EQUIPAMENTOS JÚNIOR - MECÂNICA ENGENHEIRO(A) JÚNIOR - ÁREA: MECÂNICA PROFISSIONAL JÚNIOR - ENG. MECÂNICA Termodinâmica Questões Resolvidas QUESTÕES RETIRADAS DE PROVAS DA BANCA CESGRANRIO Produzido por Exatas Concursos rev.2a

2 Índice de Questões Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2014/2 Q21 (pág. 1), Q22 (pág. 2), Q23 (pág. 3), Q24 (pág. 4), Q25 (pág. 5). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2012/1 Q21 (pág. 6), Q22 (pág. 7), Q23 (pág. 9), Q24 (pág. 10), Q25 (pág. 11). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2011 Q21 (pág. 12), Q22 (pág. 12), Q23 (pág. 13), Q24 (pág. 14), Q25 (pág. 15). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2010/1 Q1 (pág. 18), Q2 (pág. 16), Q11 (pág. 17), Q31 (pág. 19), Q32 (pág. 20), Q41 (pág. 21), Q64 (pág. 22), Q65 (pág. 23). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras 2006 Q24 (pág. 24), Q25 (pág. 25), Q26 (pág. 26), Q40 (pág. 27). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Mecânica - Petrobras 2005 Q31 (pág. 28), Q32 (pág. 29), Q34 (pág. 30), Q35 (pág. 31), Q37 (pág. 32), Q60 (pág. 33). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Petrobras Biocombustível 2010 Q31 (pág. 33), Q32 (pág. 35). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - Termoaçu 2008 Q23 (pág. 34), Q25 (pág. 36), Q26 (pág. 37), Q59 (pág. 38). Prova: Engenheiro(a) de Termelétrica Júnior - Mecânica - Termorio 2009 Q26 (pág. 39), Q27 (pág. 39), Q28 (pág. 40). Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Mecânica - REFAP 2007 Q22 (pág. 41), Q23 (pág. 41), Q33 (pág. 42), Q34 (pág. 43). Prova: Engenheiro(a) de Manutenção Pleno - Ênfase Mecânica - PetroquímicaSuape 2011 Q42 (pág. 44), Q49 (pág. 45).

3 Termodinâmica Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2012 Q21 (pág. 47), Q22 (pág. 46), Q23 (pág. 47), Q24 (pág. 48), Q58 (pág. 48), Q59 (pág. 49). Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2011 Q23 (pág. 50), Q24 (pág. 50), Q25 (pág. 51), Q26 (pág. 52), Q42 (pág. 53), Q43 (pág. 55), Q44 (pág. 54), Q45 (pág. 54), Q46 (pág. 55). Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2008 Q34 (pág. 56), Q37 (pág. 57). Prova: Engenheiro(a) Júnior - Área: Mecânica - Transpetro 2006 Q27 (pág. 58). Prova: Engenheiro(a) Pleno - Área: Mecânica - Transpetro 2006 Q32 (pág. 59). Número total de questões desta apostila: 67

4 Termodinâmica 2 Questão 2 (Eng. de Equipamentos Jr Mecânica - Petrobras 2014/2) Resolução: A primeira lei da termodinâmica para uma mudança de estado num sistema estabelece que, quando um sistema passa por uma mudança de fase, a energia pode cruzar a fronteira (A) somente na forma de calor, podendo este calor ser positivo ou negativo. (B) somente na forma de trabalho, sendo este trabalho sempre positivo. (C) na forma de calor ou de trabalho, sendo ambos positivos. (D) na forma de calor ou de trabalho, sendo ambos negativos. (E) na forma de calor ou de trabalho, e cada um deles pode ser positivo ou negativo. A primeira lei da termodinâmica para uma mudança de estado num sistema pode ser representada pela seguinte expressão: E = U + EC + EP = δq δw Onde E representa a energia total do sistema que é dividida em: energia interna (U), energia cinética (EC) e energia potencial (EP ). Q representa o calor transferido durante o processo e W o trabalho realizado pelo sistema. As energias cinética e potencial do sistema estão associadas ao sistema de coordenadas escolhido e podem ser especificadas pelos parâmetros macroscópicos: massa, velocidade e elevação. Já a energia interna (U) inclui todas as outras formas de energia do sistema e está associada ao estado termodinâmico do sistema. A interpretação da equação da primeira lei da termodinâmica quando o sistema passa por uma mudança de estado é que a energia pode cruzar a fronteira na forma de calor ou trabalho, e cada um desses pode ser positivo ou negativo. A variação líquida de energia do sistema será exatamente igual à transferência líquida de energia que cruza a fronteira do sistema. A energia do sistema pode varia por qualquer uma das três maneiras: por uma variação de energia interna, da energia cinética ou da energia potencial. Referência: Wilen, Van 2012: Fundamentos da Termodinâmica, 7 a edição. Alternativa (E)

5 Termodinâmica 18 Questão 19 (A) (D) Resolução: (Eng. de Equipamentos Jr Mecânica - Petrobras 2010/1) Em um ciclo de refrigeração de Carnot onde a temperatura da fonte quente (T H ) é fixa, o gráfico que representa o valor do coeficiente de desempenho (), em função da variação da temperatura da fonte fria ( ), é (B) (E) O é calculado pela seguinte equação: β = T H As características da curva podem ser obtidas pelo sinal das derivadas de primeira e segunda ordem do : T H dβ = d (T H ) 2 d 2 β 2T H = (T H ) 3 dt 2 L Como os numeradores e denominadores serão sempre positivos, uma vez que T H > > 0, o valor das derivadas será sempre positivo, portanto a curva da função será crescente e côncava em todo seu domínio. (C) Alternativa (B)

6 Termodinâmica 22 Questão 23 P 2 (kn/m ) Aplicando a Primeira Lei da Termodinâmica para sistemas fechados ao processo 1-2: Mas, 1 Resolução: (Eng. de Equipamentos Jr Mecânica - Petrobras 2010/1) V(m ) Um sistema fechado com uma massa de 1 kg é levado de um estado inicial 1 até um estado final 2 através de um processo representado no diagrama Pressão-Volume, à esquerda. Durante esse processo, 200 kj são transferidos para dentro do sistema sob a forma de calor. Se a massa retornar adiabaticamente do estado 2 para o estado 1 através de um processo diferente deste, então, durante o processo de retorno, o valor da transferência de energia, sob a forma de trabalho (kn.m), de acordo com a convenção de sinais da termodinâmica, será (A) (B) (C) 0 (D) (E) Portanto: W 12 = 2 1 pdv = U 12 = Q 12 W (3 1) = 400 kj 2 U 12 = = 200 kj Como a energia interna depende apenas do estado, U 21 = U 12 = 200kJ, independentemente do caminho percorrido. Assim, para o processo 2-1 (adiabático, Q 21 = 0): U 21 = Q 21 W 21 W 21 = Q 21 U 21 W 21 = W 21 = 200 kj Alternativa (B)