MAPA - EMEC - TERMODINÂMICA - 53_2025

MAPA - EMEC - TERMODINÂMICA - 53_2025

Olá, alunos!

Sabe-se que o estudo da termodinâmica é fundamental para a engenharia, pois fornece a base teórica para entender e controlar processos de conversão de energia. Ela permite analisar sistemas térmicos e energéticos, como motores, turbinas, sistemas de refrigeração e ar-condicionado.

Compreender os princípios da termodinâmica é essencial para projetar sistemas eficientes, reduzir perdas energéticas e otimizar o uso de recursos. Além disso, ela é crucial para desenvolver tecnologias sustentáveis, como energias renováveis e processos industriais menos poluentes. A termodinâmica também está presente em fenômenos naturais e na vida cotidiana, ajudando a explicar desde a fervura da água até o funcionamento do corpo humano. Pode ser considerada muitas vezes como a base para o dimensionamento de máquinas térmicas.

INSTRUÇÕES DE ENTREGA

Este é um trabalho INDIVIDUAL.

As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA disponibilizado. Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das seguintes diretrizes:

Não serão aceitas respostas que constam apenas o resultado numérico, sem que seja demonstrado o raciocínio que o levou a encontrar aquela resposta.

Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder os questionários deve ser citada ao final da questão.

Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA deve ser enviado para correção pelo seu Studeo em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas estes formatos serão aceitos.

O Modelo de Resposta MAPA pode ter quantas páginas você precisar para respondê-lo, desde que siga a sua estrutura.

O Modelo de Resposta MAPA deve ser enviado única e exclusivamente pelo seu Studeo, no campo "M.A.P.A." desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega deste Modelo de Resposta MAPA não é considerada.

A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com cuidado, explique o que está fazendo, responda às perguntas e mostre sempre o passo a passo das resoluções e deduções.

Quanto mais completo seu trabalho, melhor!

Problemas frequentes a evitar:

Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio.

Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades. Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está preenchido adequadamente?

Como enviar o arquivo:

Acesse no Studeo o ambiente da disciplina e clique no botão M.A.P.A. No final da página há uma caixa tracejada de envio de arquivo. Basta clicar nela e então selecionar o arquivo de resposta da sua atividade. Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois uma vez finalizado você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue.

Sobre plágio e outras regras:

Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados.

Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha sido o autor. A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta!

CONTEXTUALIZAÇÃO

Uma empresa de tecnologia energética está desenvolvendo um equipamento para abastecer instalações industriais em regiões mais afastadas dos centros urbanos, onde o fornecimento de energia é limitado. O sistema será composto por dois motores térmicos distintos: um de ignição por centelha (que pode ser modelado como um ciclo Otto) e outro de ignição por compressão (que pode ser modelado como um ciclo Diesel), ambos operando segundo o modelo padrão a ar para fins de projeto, estimativa e simulação térmica.

O motor Otto foi projetado com uma razão de compressão de 10 e deve operar fornecendo 95 kW de potência útil de forma contínua, enquanto o motor Diesel, possui uma razão de compressão de 18. Ele admite ar a 100 kPa e 30 °C, e, devido às limitações dos materiais utilizados na câmara de combustão, a temperatura máxima do ciclo é limitada a 1427 °C.

O engenheiro responsável precisa verificar o desempenho teórico de ambos os motores para validar a viabilidade do projeto. Para isso, foi solicitado que fossem realizadas as seguintes análises:

1. a) Para o motor Otto, CALCULE a taxa de calor fornecido ao ciclo necessário para que o motor produza a potência especificada, considerando o comportamento ideal do ar e regime permanente.
2. b) Para o motor Diesel, DETERMINE a eficiência térmica máxima teórica com base nas condições informadas e, em seguida, calcule a pressão média efetiva (PME) correspondente ao ciclo ideal.
3. c) Sabendo que a eficiência térmica influencia diretamente o consumo de combustível, estime, para uma hora de operação contínua, a energia total fornecida a cada motor (em kJ). Em seguida, COMPARE o consumo energético dos dois ciclos e discuta, com base nos resultados, qual motor é mais vantajoso sob o ponto de vista da economia de combustível.

Considere:

R = 0,287 kJ/kg.K;

cp = 1,005 kJ/kg.K cv = 0,718 kJ/kg.K