Suficiência Flashcards
(259 cards)
1
Q
Em um processo de refrigeração:
Compressor
A
O compressor atua como o coração do sistema de refrigeração, criando o fluxo do refrigerante através dos componentes do sistema. No processo, recebendo vapor superaquecido em baixa temperatura e pressão, o refrigerante é comprimido, resultando em um aumento na pressão do vapor e em uma temperatura mais alta, deixando o compressor como um vapor superaquecido a uma temperatura muito mais alta.
Existem três tipos básicos de carcaça usados na refrigeração:
Hermético (carcaça completamente selada).
Semi-hermético (pode ser aberto para reparo, inclui motor elétrico).
Aberto (pode ser aberto para reparo, motor elétrico externo, maior chance de vazamento de refrigerante devido ao selo do eixo).
2
Q
Em um processo de refrigeração:
Separador de óleo
A
Os separadores de óleo são usados em sistemas de refrigeração se houver dificuldade no retorno do óleo do evaporador. Esses sistemas são normalmente instalados em campo, como em supermercados e sistemas de temperaturas ultrabaixas.
3
Q
Em um processo de refrigeração:
Reservatório de líquido
A
Os sistemas de refrigeração equipados com uma válvula de expansão geralmente possuem reservatórios de líquido, construídos para suportar altas pressões. As funções do reservatório são:
Separar o vapor de refrigerante para evitar sua transmissão para a linha de líquido.
Receber o refrigerante líquido no condensador; através de um tubo de gotejamento, ele puxa o líquido próximo ao fundo e em direção à válvula de expansão.
Armazena o refrigerante líquido durante qualquer desligamento para manutenção.
4
Q
Em um processo de refrigeração:
Condensador
A
O condensador é o componente do ciclo de refrigeração responsável pela transferência de calor. Existem quatro tipos de condensadores usados em sistemas de refrigeração: arrefecido a ar, arrefecido a água, condensador evaporativo (que usa tanto ar quanto água como meio de resfriamento) e condensador estático.
(O calor removido no condensador é tanto sensível quanto latente. O calor sensível é definido como uma mudança de temperatura, mas não de estado, enquanto o calor latente é uma mudança de estado, mas não de temperatura).
Os filtros secadores têm como principal função filtrar, por meio da secagem, as impurezas potenciais do sistema de refrigeração. Atualmente, esses filtros trabalham com agentes de secagem como peneiras moleculares, alumina e carvão ativado, devido à sua alta capacidade de absorção. Muitas vezes, esses filtros auxiliam na ausência de um bom vácuo para evitar umidade no sistema.
O propósito do filtro secador é reter a umidade e a acidez do sistema de refrigeração.
5
Q
Em um processo de refrigeração:
Válvula solenoide
A
A válvula solenoide da linha de líquido é montada na linha de líquido, antes da válvula de expansão, para impedir a passagem de líquido para o evaporador durante o período em que a refrigeração está desligada, ou seja, quando a temperatura ambiente é alcançada ou o relógio programado desativa o sistema. Em sistemas de degelo por resistência, a válvula solenoide se fecha, impedindo que mais líquido entre no evaporador. Isso é frequentemente chamado de “sistema de bombeamento”.
6
Q
Em um processo de refrigeração:
Visor de líquido
A
O visor de líquido mostra se o sistema tem carga suficiente de refrigerante, formando pontos visualizados por um disco de cristal. Modelos sensíveis ao umidade (vapor d’água) indicam líquido sub-resfriado, enquanto a presença de bolhas indica um líquido saturado (possível falta de refrigerante).
7
Q
Em um processo de refrigeração:
Válvula de expansão termostática
A
As válvulas de expansão termostáticas regulam o fluxo de refrigerante para o evaporador. O líquido refrigerante é controlado de acordo com o superaquecimento na saída do evaporador. Portanto, essas válvulas são particularmente adequadas para a injeção de líquido em evaporadores DX, nos quais o vapor superaquecido é necessário na saída do evaporador.
8
Q
Em um processo de refrigeração:
Evaporador
A
O evaporador recebe o refrigerante de uma válvula de expansão termostática (TEV) ou de um tubo capilar, dependendo do tipo de sistema. O refrigerante na entrada do evaporador é uma mistura saturada de líquido e vapor em baixa pressão. Dentro do evaporador, o refrigerante absorve o calor necessário para sua transformação de líquido para vapor (calor latente de evaporação). O refrigerante deve sair do evaporador como um vapor superaquecido (aproximadamente 6K). Esse nível de superaquecimento é necessário para proteger o compressor, que só pode comprimir vapor.
9
Q
Em um processo de refrigeração:
Acumulador de sucção
A
Um acumulador de sucção é utilizado para evitar que o refrigerante líquido retorne ao compressor. Esse acumulador é comumente usado em sistemas de bomba de calor, transporte refrigerado, sistemas de baixa temperatura e em qualquer aplicação onde há risco de retorno de refrigerante líquido ao compressor.
10
Q
Quantas propriedades são necessárias para definir o estado de uma substância pura?
A
na curva de mudança de fase: o conhecimento do fato e uma (1) propriedade define o estado.
fora das regiões de mudança de fase: duas (2) propriedades definem o estado termodinâmico.
11
Q
Equação de balanço de energia
A
… Apaguei a resposta porque era foto
12
Q
Quais são os três estados de substâncias puras?
A
Líquido comprimido, mistura de líquido-vapor saturado e vapor superaquecido
13
Q
Como você pode determinar se uma substância está na região de vapor superaquecido usando um volume específico?
A
Compara-se o volume específico com o volume de um vapor saturado na temperatura dada (v > vsat)
14
Q
O que define a qualidade de uma mistura de líquido-vapor saturada?
A
A razão entre a massa do vapor e a massa total da mistura
15
Q
O que representam os diagramas de propriedade como os diagramas PV e TV?
A
Os estados das substâncias puras
Inclui líquido comprimido, líquido saturado, mistura de líquido e vapor e vapor superaquecido.
16
Q
Qual é o objetivo do estudo das propriedades das substâncias puras?
A
Determinar seus valores em qualquer estado específico para aplicação em equações de energia.
17
Q
Como as propriedades das substâncias puras são obtidas?
A
Por meio de tabelas específicas que variam conforme a região do diagrama.
18
Q
Quais são os três parâmetros principais para identificar o estado de uma substância?
A
Pressão, temperatura e volume específico.
19
Q
Na tabela de misturas saturadas, como as propriedades podem ser consultadas?
A
Em função da temperatura.
20
Q
O que a tabela de misturas saturadas informa para uma temperatura específica?
A
- Pressão de saturação
- Volume específico do líquido saturado (𝑣𝑓)
- Volume específico do vapor saturado (𝑣𝑔)
21
Q
O que determina se uma substância está na região de líquido comprimido?
A
Quando a pressão fornecida é maior que a pressão de saturação correspondente à temperatura.
22
Q
O que indica que uma substância está na região de vapor superaquecido?
A
Quando a pressão é menor que a pressão de saturação na temperatura dada.
23
Q
Como determinar o estado da substância com base no volume específico?
A
- Se 𝑣 < 𝑣𝑓, é líquido comprimido
- Se 𝑣 > 𝑣𝑔, é vapor superaquecido
- Se 𝑣𝑓 < 𝑣 < 𝑣𝑔, é uma mistura saturada de líquido e vapor.
24
Q
O que a qualidade (𝑥) da mistura indica?
A
A fração de massa que está na fase de vapor.
25
Qual é o valor de 𝑥 para um líquido saturado?
𝑥 = 0.
26
Qual é o valor de 𝑥 para um vapor saturado?
𝑥 = 1.
27
Como calcular a qualidade a partir do volume específico?
v = vf + x*(vg - vf)
vf (volume específico do líquido)
vg (volume específico do vapor)
x = qualidade da mistura
28
O que as tabelas de líquidos comprimidos listam?
Propriedades dependendo da pressão e temperatura.
29
Como podem ser aproximadas as propriedades de líquidos comprimidos quando dados específicos não estão disponíveis?
Como as de um líquido saturado à mesma temperatura.
30
Quais propriedades são registradas nas tabelas de vapor superaquecido?
* Energia interna específica
* Entalpia específica
31
Como são obtidos os valores de energia interna e entalpia?
Por meio de relações termodinâmicas entre outras propriedades mensuráveis.
32
O que as tabelas apresentam em relação à energia e entalpia?
Variações a partir de um estado de referência escolhido.
33
Como você pode determinar a pressão de saturação de uma substância usando tabelas de propriedades?
Consultando a temperatura na tabela de propriedades para a mistura de líquido saturado e vapor, você pode encontrar a correspondente pressão de saturação.
34
Como você pode determinar a região de uma substância usando tabelas de propriedades na termodinâmica?
Comparando a temperatura e pressão da substância com os valores nas tabelas de propriedades, você pode identificar se ela está na região de líquido saturado, vapor saturado ou superaquecido.
35
O que os diagramas de propriedades ilustram no contexto dos processos de mudança de fase?
Os diagramas de propriedades ilustram a variação das propriedades termodinâmicas, como temperatura e pressão, durante os processos de mudança de fase, especificamente para líquido, vapor e suas misturas.
36
Como o volume específico se relaciona com a compreensão das mudanças de fase nos diagramas de propriedade?
O volume específico, definido como o volume de uma substância dividido pela sua massa, é uma variável chave nos diagramas de propriedades, ajudando a mapear a relação entre temperatura ou pressão e o estado da substância durante as mudanças de fase.
37
O que é um líquido comprimido e como ele se relaciona com as transições de fase na termodinâmica?
Um líquido comprimido é uma substância no estado líquido que está sujeita a pressão, resultando em um volume específico menor do que o de um líquido saturado à mesma temperatura. À medida que a energia é adicionada, ele pode se transformar em vapor.
38
O que acontece com um líquido comprimido quando a energia é adicionada na forma de calor?
Quando a energia é adicionada a um líquido comprimido, sua temperatura aumenta, ele se expande e eventualmente se torna um líquido saturado.
39
Defina um líquido saturado e explique sua importância na termodinâmica.
Um líquido saturado é um estado onde o líquido absorveu energia suficiente para que qualquer energia adicional faça com que ele comece a vaporizar.
40
O que é uma mistura de líquido saturado e vapor e como a qualidade se relaciona com isso?
Uma mistura de líquido saturado e vapor contém ambas as fases, líquida e vaporosa, na temperatura de saturação, e sua qualidade é uma medida da proporção de vapor na mistura, expressa como um número entre 0 e 1.
41
O que define um vapor saturado e como ele difere de um vapor superaquecido?
Um vapor saturado é um vapor que está na sua temperatura e pressão de saturação, com uma qualidade de 1, significando que toda a massa está no estado vapor. Em contraste, um vapor superaquecido é um vapor que foi aquecido além de sua temperatura de saturação a pressão constante, resultando em um aumento de temperatura e volume específico.
42
O que acontece com os volumes específicos do líquido saturado e do vapor à medida que a pressão aumenta, e qual é a importância do ponto crítico?
À medida que a pressão aumenta, o volume específico do líquido saturado aumenta, enquanto o volume específico do vapor saturado diminui. O ponto crítico é onde esses dois estados tornam-se indistinguíveis, ocorrendo à pressão crítica e temperatura crítica.
43
Descreva as regiões do diagrama de propriedades em relação ao ponto crítico e sua importância na termodinâmica.
O diagrama de propriedades apresenta três regiões: a região do líquido comprimido (à esquerda da cúpula), a região da mistura de líquido-vapor saturado (sob a cúpula) e a região do vapor superaquecido (à direita da cúpula).
44
O que representa um diagrama PV na termodinâmica e como ele ilustra a relação entre pressão e volume específico?
Um diagrama PV representa a pressão como uma função do volume específico, mostrando como a pressão diminui e o volume específico aumenta durante um processo à temperatura constante.
45
Em um diagrama PV, o que acontece com o volume específico e a pressão quando um líquido comprimido atinge a saturação?
Quando um líquido comprimido atinge a saturação, a pressão é chamada de pressão de saturação, e o volume específico aumenta de VF (líquido saturado) para VG (vapor saturado).
46
Como o processo de diminuição da pressão em um diagrama PV afeta o estado de uma substância, e qual é a importância do vapor superaquecido?
A diminuição da pressão permite que a substância transite de um líquido saturado para um vapor saturado e eventualmente para um vapor superaquecido, indicando que absorveu energia adicional sem uma mudança na temperatura.
47
Quais são as características principais que definem diferentes tipos de processos termodinâmicos?
As características principais incluem se o processo é isotérmico, adiabático, isobárico ou isocórico, que são definidos por temperatura constante, troca de calor constante, pressão constante e volume constante, respectivamente.
48
Quais são as principais propriedades termodinâmicas que definem o estado de um sistema?
As principais propriedades termodinâmicas são pressão, temperatura e volume.
49
Como as propriedades intensivas e extensivas diferem na termodinâmica?
As propriedades intensivas são independentes da massa do sistema, enquanto as propriedades extensivas dependem da massa do sistema.
50
O que é um processo termodinâmico e como é caracterizado?
Um processo termodinâmico é uma mudança no estado de um sistema de um estado inicial para um estado final, caracterizada por mudanças em uma ou mais propriedades termodinâmicas.
51
O que significa para um sistema estar em um estado definido em termodinâmica?
Um sistema está em um estado definido quando suas propriedades termodinâmicas (pressão, temperatura, volume) têm valores fixos que não mudam ao longo do tempo.
52
Como pode ser visualizado o caminho de um processo termodinâmico?
O caminho de um processo termodinâmico pode ser visualizado como uma curva em um gráfico, tipicamente representando pressão versus volume (diagrama P-V).
53
O que define um ciclo termodinâmico e como ele se relaciona com as mudanças de estado?
Um ciclo termodinâmico é definido como uma série de mudanças de estado onde o estado final é idêntico ao estado inicial, significando que o sistema retorna às suas condições originais.
54
Como os processos termodinâmicos podem ser categorizados com base em propriedades constantes?
Os processos termodinâmicos podem ser categorizados com base em qual propriedade é mantida constante: isotérmico (temperatura constante), isocórico (volume constante) e isobárico (pressão constante).
55
O que caracteriza um processo termodinâmico isotérmico?
Um processo isotérmico é caracterizado por uma temperatura constante durante todo o processo.
56
O que caracteriza um processo isotérmico em termodinâmica?
Um processo isotérmico é caracterizado por uma temperatura constante durante todo o processo.
57
Como a equação dos gases PV = nRT se relaciona com um processo isotérmico?
Em um processo isotérmico, a equação dos gases PV = nRT indica que a pressão e o volume mudam inversamente enquanto a temperatura permanece constante.
58
Como é o gráfico de um processo isotérmico geralmente?
O gráfico de um processo isotérmico é uma curva hiperbólica que mostra a relação inversa entre pressão e volume a temperatura constante.
59
O que caracteriza um processo isobárico na termodinâmica?
Um processo isobárico é caracterizado por pressão constante enquanto o volume muda.
60
Como você pode identificar visualmente um processo isobárico em um gráfico pressão-volume?
Um processo isobárico aparece como uma linha horizontal reta paralela ao eixo de volume em um gráfico pressão-volume.
61
O que caracteriza um processo isocórico na termodinâmica?
Um processo isocórico é caracterizado por um volume constante ao longo do processo.
62
Como a pressão se comporta durante um processo isocórico?
Durante um processo isocórico, a pressão aumenta enquanto o volume permanece constante.
63
Em um processo isocórico, o que acontece com a pressão quando a temperatura aumenta?
A pressão aumenta à medida que a temperatura aumenta, enquanto o volume permanece constante.
64
O que é o ciclo de Carnot?
Um ciclo termodinâmico ideal que define o rendimento máximo possível de uma máquina térmica.
## Footnote
Proposto pelo engenheiro francês Sadi Carnot em 1824.
65
Quais são as quatro transformações do ciclo de Carnot?
* Expansão Isotérmica
* Expansão Adiabática
* Compressão Isotérmica
* Compressão Adiabática
## Footnote
As transformações são alternadas entre isotérmicas e adiabáticas.
66
Qual é a condição necessária para o funcionamento do ciclo de Carnot?
Uma máquina térmica opera entre uma fonte quente (T1) e uma fonte fria (T2), onde T1 > T2.
## Footnote
As temperaturas devem ser expressas em Kelvin.
67
O que acontece durante a Expansão Isotérmica (A → B)?
O gás recebe calor Q1 da fonte quente a temperatura T1 e se expande, realizando trabalho sobre o meio externo.
68
Como o gás se comporta durante a Expansão Adiabática (B → C)?
O gás continua se expandindo sem troca de calor com o ambiente, reduzindo sua temperatura até T2.
69
O que ocorre na Compressão Isotérmica (C → D)?
O gás é comprimido a temperatura constante T2, rejeitando calor Q2 para a fonte fria.
70
Descreva a Compressão Adiabática (D → A).
O gás é comprimido sem troca de calor, aumentando sua temperatura de volta para T1 e retornando ao estado inicial.
71
Qual é a fórmula para calcular a eficiência do ciclo de Carnot?
N = 1 – T2/T1
## Footnote
Onde T1 e T2 são as temperaturas expressas em Kelvin.
72
A eficiência do ciclo de Carnot pode ser 100%?
Não, pois isso exigiria T2 = 0 K, o que é impossível.
## Footnote
Além disso, violaria a Segunda Lei da Termodinâmica.
73
Calcule o rendimento máximo para uma máquina operando entre 500°C e 300°C.
N = 1 – 573/773 = 0.26 ou 26%.
74
Como se determina o calor rejeitado em uma máquina?
Usando a relação T1/T2 = Q1/Q2.
75
Se uma máquina absorve 14.000 J de calor da fonte quente e opera entre 700 K e 400 K, qual é o calor rejeitado?
Q2 = 8.000 J.
76
Qual é o trabalho realizado pela máquina que absorve 14.000 J e rejeita 8.000 J?
W = Q1 − Q2 = 6.000 J.
77
Qual é a eficiência de uma máquina que recebe 7.500 J e rejeita 6.000 J?
N = (7500 – 6000)/7500 = 0.2 ou 20%.
78
Qual é a importância do ciclo de Carnot?
Define um limite superior para o desempenho de máquinas térmicas, servindo como referência para a análise da eficiência de motores térmicos reais.
79
O que é uma substância pura?
Aquela que tem composição química invariável e homogênea, podendo haver presença de mais de uma fase.
## Footnote
Mistura de gases pode ser considerada uma substância pura em determinados casos.
80
Qual é o exemplo de fase sólida?
Estrutura do gelo.
81
Qual é o exemplo de fase líquida?
Estrutura da água.
82
Qual é o exemplo de fase vapor?
Estrutura vapor d'água.
83
O que ocorre com a água a 100⁰C?
Pode passar de líquido para vapor.
84
O que é a curva de evaporação?
Cada pressão tem uma temperatura de evaporação específica.
## Footnote
Por exemplo: Para 1 atm => 100°C, Para 31,2 kPa => 70°C, Para 198,5 kPa => 120°C.
85
Quantas propriedades são necessárias para definir o estado de uma substância pura na curva de mudança de fase?
Uma (1) propriedade define o estado.
86
Quantas propriedades são necessárias para definir o estado fora das regiões de mudança de fase?
Duas (2) propriedades definem o estado termodinâmico.
87
O que representa o título em um processo de mudança de fase?
Indica a parcela que já sofreu mudança de fase.
88
O que é um sistema isolado?
Um sistema onde nem energia atravessa a fronteira.
89
Qual é a diferença entre propriedades extensivas e intensivas?
Extensivas dependem do tamanho do sistema; intensivas não dependem do tamanho.
## Footnote
Exemplos de propriedades extensivas incluem massa e volume; propriedades intensivas incluem temperatura e pressão.
90
O que é a Lei Zero da Termodinâmica?
Dois corpos a diferentes temperaturas, quando em contato, entram em equilíbrio térmico.
91
Qual é a 1ª Lei da Termodinâmica?
Num ciclo termodinâmico, a variação da energia interna (ΔU) é dada pela diferença entre a quantidade de calor (Q) trocada com o meio e o trabalho realizado no processo.
## Footnote
Lei da Conservação de Energia: ΔE = Q - W.
92
O que é um diagrama de fases?
Representa as diversas fases de uma substância em função de pressão e temperatura.
93
O que caracteriza o ponto crítico?
As propriedades líquido-vapor são idênticas.
94
Qual é a diferença entre líquido saturado e líquido comprimido?
Líquido saturado está em equilíbrio com seu vapor; líquido comprimido está abaixo da pressão de saturação.
95
Qual é a diferença entre vapor saturado e vapor superaquecido?
Vapor saturado está em equilíbrio com o líquido; vapor superaquecido está a uma temperatura superior à de saturação.
96
Como se define um processo cíclico?
Conjunto de transformações sofridas, ao fim das quais retorna ao estado inicial.
97
O que é entalpia?
Uma propriedade termodinâmica que relaciona energia interna e trabalho.
98
O que é um sistema fechado?
Um sistema que mantém uma massa fixa e não permite a troca de massa com o ambiente.
99
Qual é a relação entre entalpia (h) e energia interna (u)?
h = u + P*v.
100
O que é a pressão de saturação?
Pressão na qual um líquido e seu vapor estão em equilíbrio a uma determinada temperatura.
101
Qual é a diferença entre o ponto crítico e o ponto triplo?
O ponto crítico é a condição onde a substância não pode ser distinguida entre líquido e vapor, enquanto o ponto triplo é a condição onde as três fases (sólido, líquido, vapor) coexistem em equilíbrio.
## Footnote
O ponto crítico ocorre a uma temperatura e pressão específicas, enquanto o ponto triplo é único para cada substância.
102
É possível ter vapor d’água a -10°C?
Sim, é possível, mas depende das condições de pressão. A pressão deve ser abaixo da pressão de vapor do líquido a essa temperatura.
## Footnote
A teoria indica que a água pode existir como vapor a temperaturas abaixo de 0°C sob pressão reduzida.
103
Em que tipo de panela um determinado volume de água ferve a uma temperatura mais alta?
Em uma panela alta e estreita. Isso se deve à maior pressão gerada na parte superior.
## Footnote
A pressão interna aumenta em panelas altas, elevando o ponto de ebulição da água.
104
O que é título em termodinâmica?
O título é a fração de vapor em uma mistura de líquido e vapor. É significativo em regiões de vapor superaquecido, mas não tem aplicação direta.
## Footnote
O título é usado para descrever a qualidade de misturas bifásicas.
105
Qual é a pressão do vapor d’água a 220°C em uma mistura saturada?
2320 kPa.
## Footnote
Este valor é determinado a partir de tabelas de propriedades termodinâmicas.
106
Qual é o título da mistura saturada a 220°C?
0,0269.
## Footnote
O título é calculado com base nas quantidades de líquido e vapor presentes na mistura.
107
Qual é a densidade da mistura de vapor d’água a 220°C?
287,8 kg/m³.
## Footnote
A densidade é obtida a partir da relação entre a massa e o volume da mistura.
108
Qual é a variação da entalpia do refrigerante 134a ao ser aquecido de -10°C a 15°C?
17,4 kJ/kg.
## Footnote
A variação da entalpia é calculada a partir de tabelas de propriedades do refrigerante.
109
O que é um ciclo termodinâmico?
Um ciclo termodinâmico é um processo que retorna o sistema ao seu estado inicial após passar por várias etapas.
## Footnote
O ciclo de Carnot é um exemplo ideal que ilustra este conceito.
110
Quais são as leis termodinâmicas fundamentais na refrigeração?
1. Primeira Lei da Termodinâmica (conservação de energia). 2. Segunda Lei da Termodinâmica (a entropia de um sistema isolado nunca diminui).
## Footnote
Essas leis são essenciais para entender como os refrigeradores funcionam.
111
O que é um processo espontâneo?
Um processo espontâneo é aquele que ocorre naturalmente sem a necessidade de trabalho externo.
## Footnote
Exemplos incluem a queda de um objeto sob a ação da gravidade.
112
O que é um sistema aberto?
Um sistema aberto é aquele que pode trocar massa e energia com seu ambiente.
## Footnote
Exemplos incluem motores de automóveis e reatores químicos.
113
O que é um sistema fechado?
Um sistema fechado é aquele que pode trocar energia, mas não massa com seu ambiente.
## Footnote
Exemplos incluem um recipiente selado com gás.
114
O que é um sistema isolado?
Um sistema isolado é aquele que não troca nem massa nem energia com o ambiente.
## Footnote
Um exemplo teórico é o universo como um todo.
115
Defina volume de controle.
Volume de controle é uma região do espaço onde se analisa a conservação de massa e energia.
## Footnote
É uma ferramenta fundamental na análise de sistemas termodinâmicos.
116
Quais são as propriedades extensivas e intensivas?
Propriedades extensivas dependem da quantidade de matéria (ex: massa, volume). Propriedades intensivas não dependem da quantidade (ex: temperatura, pressão).
## Footnote
Essa distinção é crucial em termodinâmica.
117
Qual processo exige mais energia: vaporizar 1 kg de água a 1 atm ou a 8 atm?
Vaporizar a 8 atm exige mais energia.
## Footnote
A pressão mais alta aumenta a temperatura de ebulição, requerendo mais energia para a vaporização.
118
Como se determina o volume específico de um líquido comprimido a uma determinada P e T?
Utilizando equações de estado ou estimativas baseadas em propriedades conhecidas.
## Footnote
Isso é feito na ausência de tabelas específicas.
119
Quais são os três componentes mais básicos da eletricidade?
Tensão, Corrente, Resistência
## Footnote
Os componentes básicos são essenciais para entender circuitos elétricos.
120
O que é TENSÃO?
É como a pressão que empurra a carga elétrica através de um circuito. Medido em volts (V)
## Footnote
A tensão é comparável à pressão em um tubo.
121
O que é CORRENTE?
É o fluxo de carga elétrica. Medido em amperes (I ou A)
## Footnote
A corrente representa a quantidade de carga que passa por um ponto em um circuito por segundo.
122
O que é RESISTÊNCIA?
É a dificuldade que a carga elétrica encontra ao passar por um material. Medido em ohms (R ou Ω)
## Footnote
A resistência é como um obstáculo que reduz o fluxo de corrente.
123
Qual é a relação entre Tensão, Corrente e Resistência em um circuito?
V = I x R
## Footnote
Esta é a Lei de Ohm, que relaciona tensão, corrente e resistência.
124
Qual é a diferença entre CORRENTE CONTÍNUA (CC) e CORRENTE ALTERNADA (CA)?
CC flui em uma direção constante; CA alterna sua direção periodicamente
## Footnote
CC é utilizada em baterias, enquanto CA é utilizada em redes elétricas.
125
Quem é creditado pela invenção da corrente contínua?
Thomas Edison
## Footnote
Edison foi um dos primeiros a desenvolver sistemas de energia elétrica baseados em CC.
126
Quem é associado à corrente alternada?
Nikola Tesla
## Footnote
Tesla desenvolveu sistemas de energia baseados em CA e é considerado um pioneiro nessa tecnologia.
127
O que são BATERIAS?
Dispositivos que armazenam energia elétrica e a liberam como corrente contínua
## Footnote
As baterias são essenciais para fornecer energia a dispositivos portáteis.
128
O que são TRANSFORMADORES?
Dispositivos que alteram a tensão de uma corrente elétrica
## Footnote
Transformadores são usados para aumentar ou diminuir a tensão em sistemas de energia elétrica.
129
O que é POTÊNCIA?
É a taxa de realização de trabalho ou a quantidade de energia transferida por unidade de tempo. Medido em watts (W)
## Footnote
A potência elétrica é essencial para entender o consumo de energia.
130
Como a POTÊNCIA é calculada?
Potência (P) = Tensão (V) x Corrente (I)
## Footnote
Esta fórmula é fundamental para calcular o consumo de energia em circuitos.
131
O que é ENERGIA?
É a capacidade de realizar trabalho ao longo do tempo. Medida em watt-hora (Wh)
## Footnote
A energia é o que realmente consumimos ao usar eletricidade.
132
Qual é a relação entre POTÊNCIA e ENERGIA?
Energia é a potência multiplicada pelo tempo
## Footnote
Isso é importante para entender como a energia é consumida ao longo do tempo.
133
Qual é a unidade de medida de carga elétrica?
Coulomb (C)
## Footnote
Carga elétrica é uma propriedade fundamental que afeta o comportamento de partículas subatômicas.
134
O que é um CIRCUITO ELÉTRICO?
É um caminho fechado por onde a corrente elétrica pode fluir
## Footnote
Um circuito pode ser simples ou complexo, dependendo dos componentes envolvidos.
135
Qual é a unidade de medida da corrente elétrica?
Ampere (A)
## Footnote
Um ampere é a quantidade de carga que passa por um ponto em um circuito em um segundo.
136
Qual é a fórmula para a taxa de variação da carga elétrica?
i(t) = dq/dt
## Footnote
Esta fórmula é utilizada para descrever a relação entre corrente e carga em um circuito.
137
Qual é a unidade de medida de potência elétrica?
Watt (W)
## Footnote
Um watt é definido como um joule por segundo.
138
Qual é a relação entre joules e watts?
1 W = 1 J/s
## Footnote
Isso significa que um watt é a taxa de transferência de energia equivalente a um joule por segundo.
139
O que caracteriza a corrente alternada (CA)?
A corrente alternada varia em direção e intensidade ao longo do tempo
## Footnote
A CA é comum em redes elétricas residenciais e industriais.
140
O que é a corrente alternada (AC)?
É um tipo de corrente elétrica que muda de direção periodicamente.
## Footnote
A corrente alternada é utilizada em redes elétricas para transmissão de energia a longas distâncias.
141
O que caracteriza a corrente contínua (CC)?
A corrente contínua flui em uma única direção, mantendo uma tensão constante.
## Footnote
Exemplos de fontes de corrente contínua incluem baterias e células solares.
142
Quais são as frequências típicas da corrente alternada?
* 50 Hz
* 60 Hz
## Footnote
A frequência depende do país; por exemplo, a maioria da Europa utiliza 50 Hz, enquanto os EUA utilizam 60 Hz.
143
Verdadeiro ou Falso: A corrente contínua tem frequência de 0 Hz.
Verdadeiro.
## Footnote
A corrente contínua não oscila e, portanto, é considerada como tendo frequência zero.
144
Qual é a definição de fluxo de elétrons?
É o movimento de elétrons em um circuito elétrico.
## Footnote
O fluxo de elétrons é fundamental para o funcionamento de dispositivos elétricos e eletrônicos.
145
Complete a frase: A corrente alternada é mais eficiente para _______ em longas distâncias.
transmissão
## Footnote
A corrente alternada permite a redução de perdas de energia durante a transmissão elétrica.
146
Quais são os tipos de formas de onda na corrente alternada?
* Sinusoidal
* Retangular
* Triangular
* Quadrada
## Footnote
Cada forma de onda tem características e aplicações específicas em circuitos elétricos.
147
O que é um transformador?
Um dispositivo que altera a tensão da corrente alternada.
## Footnote
Os transformadores são essenciais para a distribuição de energia elétrica em diferentes níveis de tensão.
148
Explique o conceito de impedância.
É a resistência total que um circuito oferece à passagem da corrente alternada.
## Footnote
A impedância é uma combinação de resistência e reatância.
149
Qual é a função de um inversor?
Converter corrente contínua em corrente alternada.
## Footnote
Inversores são utilizados em sistemas de energia solar e em dispositivos que requerem AC.
150
Qual é a diferença principal entre AC e CC?
AC muda de direção e CC flui em uma única direção.
## Footnote
Essa diferença fundamental afeta o design e a aplicação de circuitos elétricos.
151
O que é um circuito elétrico?
É um caminho fechado que permite o fluxo de corrente elétrica.
## Footnote
Circuitos podem ser simples (com uma única fonte) ou complexos (com múltiplos componentes).
152
O que é a resistência elétrica?
É a oposição ao fluxo de corrente em um circuito.
## Footnote
A resistência é medida em ohms e é um fator crítico no design de circuitos.
153
Qual é a relação entre tensão, corrente e resistência?
É descrita pela Lei de Ohm: U = I × R.
## Footnote
Onde V é a tensão, I é a corrente e R é a resistência.
154
O que é um diodo?
Um componente que permite o fluxo de corrente em uma direção apenas.
## Footnote
Diodes são amplamente utilizados em retificação de corrente alternada para corrente contínua.
155
Qual é a função de um capacitor em um circuito?
Armazenar energia elétrica temporariamente.
## Footnote
Capacitores são usados em filtros e em circuitos de temporização.
156
Verdadeiro ou Falso: A corrente alternada é mais utilizada em aplicações residenciais do que a corrente contínua.
Verdadeiro.
## Footnote
A maioria das residências recebe corrente alternada para o funcionamento de eletrodomésticos.
157
O que é um gerador?
Um dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica.
## Footnote
Geradores são fundamentais em usinas de energia e sistemas de energia de backup.
158
159
O que é um Sistema de Potência Elétrica?
É um sistema que abrange geração, produção, distribuição e consumo de energia elétrica.
## Footnote
Inclui componentes como usinas hidroelétricas e turbinas hidráulicas.
160
Qual é a unidade de medida da resistência elétrica?
Ohm (Ω)
## Footnote
A resistência elétrica é a oposição que um condutor oferece à passagem da corrente elétrica.
161
O que é um fusível?
É um dispositivo que protege o circuito e os componentes de um aumento de corrente que poderia danificá-los.
## Footnote
Existem fusíveis bons e queimados.
162
Qual é a função de um capacitor?
É um dispositivo que armazena energia elétrica temporariamente.
## Footnote
A sua função é fundamental em circuitos elétricos.
163
Como se dá a recarga de uma bateria?
Pelo processo inverso da descarga, ou seja, das placas positivas para as placas negativas.
## Footnote
A capacidade da bateria é medida em ampères-hora (Ah).
164
Qual é a primeira Lei de Ohm?
I = U/R
## Footnote
Onde I é a intensidade da corrente elétrica, U é a tensão elétrica e R é a resistência elétrica.
165
O que é choque elétrico?
É a condição em que uma corrente elétrica passa pelo corpo humano, causando diversas reações.
## Footnote
Pode variar de uma leve sensação a consequências fatais.
166
Quais fatores influenciam os efeitos do choque elétrico no corpo humano?
Intensidade da corrente, natureza da corrente, tempo de duração e frequência.
## Footnote
A resistência do corpo e o percurso da corrente também são importantes.
167
Qual é o limiar de sensação da corrente contínua?
5 miliampères
## Footnote
Enquanto o limiar de sensação da corrente alternada é de 1 miliampère.
168
O que acontece a 10 mA de corrente elétrica?
Causa espasmo muscular.
## Footnote
É um nível de corrente que pode dificultar a liberação da vítima de um objeto energizado.
169
Quais são os tipos de queimaduras causadas por choque elétrico?
1º Grau
Quando atingem a camada mais superficial da pele, causando ferimentos leves, vermelhidão e ardor.
2º Grau
Comprometendo a superfície e a camada intermediária da pele (epiderme e derme), e provocando bolhas e dor intensa.
3º Grau
Quando ocorre lesão da epiderme, derme e de tecidos profundos (músculos, nervos, vasos etc.). A pele fica carbonizada ou esbranquiçada e há ausência de dor.
## Footnote
Cada tipo de queimadura varia em severidade e profundidade dos danos na pele.
170
Quais são os sintomas do choque elétrico?
Contrações musculares, parada respiratória, parada cardíaca, problemas mentais.
## Footnote
A intensidade da corrente e o tempo de exposição afetam a gravidade dos sintomas.
171
Qual é a relação entre a resistência do corpo e a passagem da corrente elétrica?
A resistência ôhmica varia entre indivíduos e depende de fatores como umidade da pele e área de contato.
## Footnote
A pele molhada diminui a resistência, permitindo maior passagem de corrente.
172
O que é prolapso em relação a choques elétricos?
É o deslocamento de órgãos ou músculos devido à passagem da corrente elétrica do choque.
## Footnote
Pode ocorrer convulsões e outros efeitos adversos.
173
Qual é a condição básica para se levar um choque elétrico?
Estar submetido a uma diferença de potencial (d.d.p) suficiente para fazer circular uma corrente.
## Footnote
O corpo humano atua como um condutor elétrico devido à sua composição.
174
Qual é a diferença nos efeitos entre corrente alternada e contínua?
O corpo humano é mais sensível à corrente alternada do que à corrente contínua.
## Footnote
Correntes de baixa intensidade podem causar contrações musculares severas.
175
O que pode ocorrer na parada respiratória devido ao choque elétrico?
Comprometimento da capacidade respiratória e possível tetanização do diafragma.
## Footnote
O estado de morte aparente pode ocorrer mesmo com o coração funcionando.
176
O que é prolapso?
Deslocamento, com mudança definitiva de órgão ou músculos, devido a passagem da corrente elétrica do choque.
## Footnote
O prolapso pode ocorrer em qualquer órgão devido a convulsões e pane nos sistemas neuro-transmissores.
177
Quais são os efeitos da eletrólise no sangue devido ao choque em corrente contínua?
Pode ocasionar:
* Mudança da concentração de sais minerais
* Aglutinação de sais, provocando coágulos no sangue
## Footnote
Aglutinação de sais pode aumentar o tamanho dos coágulos, provocando trombose nas artérias, veias e vasos.
178
Como o choque elétrico pode afetar a coordenação motora?
Pode prejudicar a coordenação motora devido a:
* Atrofia muscular
* Danos neurológicos
## Footnote
O choque elétrico provoca uma pane geral, resultando em riscos e seqüelas.
179
Quais são os possíveis danos no cérebro causados por choque elétrico?
Os efeitos incluem:
* Inibição do cérebro
* Dessincronização nos comandos
* Edema
* Isquemia
* Aquecimento
* Dilatação
## Footnote
A isquemia pode causar perda da memória, raciocínio, fala, movimentos e visão.
180
Quais as consequências do choque na cabeça ou pescoço?
Inevitavelmente atinge o bulbo, produzindo consequências no centro cárdio-respiratório.
## Footnote
Isso pode levar a graves seqüelas, incluindo a morte.
181
Como o choque pode causar danos na visão?
Os danos podem ser diretos ou indiretos, prejudicando a visão.
## Footnote
Os efeitos podem variar dependendo da intensidade e localização do choque.
182
Quais são os efeitos da corrente elétrica nos rins?
Pode comprometer o funcionamento renal, resultando em:
* Insuficiência renal
* Enuresia (incontinência urinária)
## Footnote
Problemas renais geralmente aparecem após um tempo, dificultando a correlação com o choque elétrico.
183
De que fatores depende a reação do corpo humano ao choque elétrico?
Depende de:
* Estado físico
* Estado psicológico
* Idade
* Tamanho
* Peso
* Sexo
## Footnote
Esses fatores influenciam a gravidade dos efeitos do choque.
184
Como uma usina hidrelétrica convencional gera eletricidade?
Uma usina hidrelétrica convencional gera eletricidade usando a energia da água em queda para girar as lâminas de uma turbina, que, por sua vez, rotaciona um gerador para produzir eletricidade.
185
Como o gerador de energia hídrica ultra-pequeno desenvolvido por Messiah Samina utiliza o fluxo de água para gerar eletricidade?
O gerador de energia hídrica ultra-pequeno utiliza a energia cinética do fluxo de água, mesmo de uma pequena queda de apenas um metro, para gerar eletricidade.
186
Como o gerador de energia hídrica inovador utiliza a energia da água?
O gerador usa a energia da água em movimento ao enclausurar lâminas em espiral de uma turbina para converter a energia cinética da água em energia elétrica.
187
Como o gerador hidrelétrico projetado por Messiah Samina gera eletricidade a partir de um pequeno rio?
O gerador usa lâminas em espiral inclinadas para subir ligeiramente em direção ao lado a montante e uma placa de metal que direciona o fluxo de água sobre as lâminas, fazendo com que elas girem e gerem eletricidade.
188
Como o gerador de energia hídrica ultra-pequeno produz eletricidade e onde pode ser usado?
O gerador produz eletricidade ao aproveitar a força da água corrente em suas lâminas, que giram uma turbina. Ele pode ser utilizado em qualquer lugar onde haja água corrente, tornando-o ideal para áreas remotas e situações de emergência.
189
Como uma turbina eólica converte a energia cinética do vento em energia elétrica?
Uma turbina eólica converte a energia cinética do vento em energia elétrica usando lâminas que giram, que por sua vez acionam um gerador para produzir eletricidade.
190
Como o aquecimento desigual da Terra pelo sol cria vento?
O sol aquece a Terra de forma desigual, criando áreas quentes e frias. Por exemplo, uma brisa marítima ocorre quando áreas internas se aquecem em uma tarde ensolarada, fazendo com que o ar aqueça, expanda e se torne menos denso, o que leva à formação do vento.
191
Como a topografia de uma área afeta a velocidade do vento e a produção de energia?
A topografia de uma área afeta significativamente a velocidade do vento e a produção de energia. As velocidades do vento são geralmente mais altas no topo de colinas e montanhas em comparação com vales abrigados. Isso porque a topografia pode canalizar e acelerar o vento, aumentando sua energia cinética e, assim, o potencial para a produção de energia.
192
Qual é o valor máximo teórico do coeficiente de potência (Cp) para uma turbina eólica, e de qual princípio ele é derivado?
O valor máximo teórico do coeficiente de potência (Cp) para uma turbina eólica é 59,3%, conhecido como o limite de Betz. Ele é derivado dos princípios de conservação de massa e momento do fluxo de ar que passa pela turbina.
193
Quais são os principais desafios de engenharia na concepção de turbinas eólicas maiores?
Os principais desafios de engenharia incluem o transporte de lâminas e componentes de pilar grandes, o tamanho dos guindastes necessários para a instalação e os custos associados.
194
Como as lâminas de turbinas eólicas geram sustentação e qual é o papel do design do aerofólio nesse processo?
As lâminas de turbinas eólicas geram sustentação devido ao design do aerofólio, que cria uma distribuição de pressão do ar desigual. A pressão mais alta de um lado e a pressão mais baixa do outro lado da lâmina resultam em uma força de sustentação que atua perpendicular à direção do vento.
195
Quais são os principais componentes dentro da nacela de uma turbina eólica e suas funções?
Os principais componentes dentro da nacela de uma turbina eólica são a caixa de engrenagens, o gerador, o transformador e os sistemas de controle. A caixa de engrenagens aumenta a velocidade de rotação do rotor, o gerador converte a energia mecânica em energia elétrica, o transformador ajusta a voltagem e os sistemas de controle gerenciam a operação geral.
196
Quais são as principais propriedades dos materiais exigidas para as lâminas de turbinas eólicas?
O material ideal para lâminas de turbinas eólicas deve ter baixa densidade, alta resistência, resistência à fadiga, rigidez, tolerância a danos e baixo custo.
197
Como a caixa de engrenagens em uma turbina eólica converte a potência mecânica do rotor para o gerador?
A caixa de engrenagens converte a rotação lenta e de alto torque do rotor em uma rotação muito mais rápida, adequada para o eixo do gerador.
198
Qual é o propósito do freio mecânico no sistema de transmissão de uma turbina eólica?
O freio mecânico é utilizado para manter a turbina estacionária para manutenção ou em caso de emergência.
199
Como uma turbina eólica converte potência mecânica em potência elétrica?
Uma turbina eólica converte potência mecânica em potência elétrica através de um gerador, que utiliza indução eletromagnética. O gerador é composto por um estator (habitação estacionária com bobinas de fio) e um rotor (parte rotativa). Quando o eixo de alta velocidade gira, ele induz uma corrente elétrica nas bobinas do estator.
200
Qual é a função principal do sistema de controle de ângulo de ataque em uma turbina eólica?
O sistema de controle de ângulo de ataque permite a rotação de cada lâmina em relação ao seu próprio eixo para otimizar a produção de energia e reduzir as cargas estruturais nos componentes mecânicos.
201
O que acontece quando a velocidade do vento excede um certo limite em uma turbina eólica com controle ativo de ângulo de ataque?
Quando a velocidade do vento excede um certo limite, as lâminas giram para um ângulo de ataque específico, causando estol e eliminando a força de sustentação, o que diminui a velocidade de rotação das lâminas.
202
Quais dispositivos são usados para medir os parâmetros do vento em uma turbina eólica controlada por orientação?
Um anemoscópio e uma veia de vento são usados para detectar o estado imediato do vento, como velocidade e direção do vento.
203
Qual é o papel do acionamento de orientação em uma turbina eólica?
O acionamento de orientação gira constantemente a nacela para alinhar o rotor com a direção do vento, maximizando a quantidade de ar passando pelo disco do rotor.
204
Por que a altura de uma torre eólica é crucial para a geração de eletricidade?
A torre levanta a nacelle e o rotor para uma posição onde as velocidades do vento são mais altas, aumentando a eficiência da geração de eletricidade.
205
Quais são as principais vantagens das turbinas eólicas offshore em relação às turbinas eólicas onshore?
As turbinas eólicas offshore se beneficiam de velocidades médias de vento mais altas, menor turbulência do vento e áreas disponíveis maiores para o desenvolvimento de parques eólicos.
206
Quais são os principais impactos ambientais das turbinas eólicas, particularmente aqueles relacionados às emissões de gases de efeito estufa?
Os principais impactos ambientais das turbinas eólicas relacionados às emissões de gases de efeito estufa se devem à fabricação e transporte das turbinas e lâminas.
207
Quais são os fatores-chave necessários para tornar a energia das ondas viável, de acordo com o vídeo?
Os fatores-chave necessários para tornar a energia das ondas viável são apoio, investimento e tempo para testar mais dispositivos. À medida que mais dispositivos são testados e geram energia, as economias de escala reduzirão os custos, semelhante ao que aconteceu com a energia eólica.
208
Quais são alguns mercados alternativos promissores para a tecnologia de energia das ondas?
Mercados alternativos para a tecnologia de energia das ondas incluem plataformas de petróleo offshore, ilhas com menos de 100.000 habitantes que não têm conexão com a rede e usam geradores a diesel, e a indústria da aquicultura.
209
Como a energia das ondas pode ser integrada com outras fontes de energia renovável para maximizar seu impacto?
A energia das ondas pode ser integrada com energia eólica offshore e energia solar para criar uma mistura de energia renovável diversificada e robusta. Por exemplo, dispositivos de energia das ondas podem ser acoplados a plataformas eólicas offshore que também possuem painéis solares e infraestrutura de conexão à rede.
210
Quais são as principais vantagens da energia das ondas em relação à energia eólica e solar, especialmente durante períodos de baixa ventilação e luz solar?
A energia das ondas é vantajosa porque as ondas são previsíveis, confiáveis e fluem quase constantemente ao longo do ano. Dispositivos de energia das ondas também podem gerar várias vezes mais energia pelo espaço que ocupam em comparação com turbinas eólicas devido à maior densidade da água.
211
Quais passos são necessários para tornar a energia das ondas viável, de acordo com o caminho da indústria para a viabilidade?
A indústria precisa de apoio, investimento e tempo para testar mais dispositivos. À medida que mais dispositivos são testados e geram energia, as economias de escala vão reduzir custos, semelhante ao que aconteceu com a energia eólica.
212
Como um absorvedor de pontos converte energia das ondas em eletricidade?
Um absorvedor de pontos converte energia das ondas em eletricidade utilizando o movimento relativo entre uma boia e uma parte estacionária para mover um pistão dentro de um sistema de conversão de energia que aciona um gerador.
213
Como as ondas são formadas e quais fatores influenciam seu tamanho?
As ondas são formadas quando o vento sopra sobre o oceano, criando ondulações que crescem até se tornarem ondas. O tamanho das ondas depende da força do vento, da duração em que ele sopra e da distância que percorre sobre a água.
214
Qual é a porcentagem estimada de energia global que a energia das ondas deve gerar até 2050?
10%
215
Quais são alguns dos principais desafios enfrentados por dispositivos de energia das ondas em termos de manutenção e custo?
Os dispositivos de energia das ondas enfrentam desafios como corrosão pela água do mar, a necessidade de ligas resistentes à corrosão e custosas, e a exigência de manutenção regular utilizando barcos e plataformas especializados. Esses fatores contribuem para altos custos de investimento, mesmo na fase de testes.
216
Como as células solares convertem a luz do sol em energia elétrica?
As células solares convertem a luz do sol em energia elétrica ao absorver fótons do sol, que liberam elétrons e criam uma corrente elétrica.
217
Quais tipos de ondas estão presentes na radiação solar e como elas interagem com as células solares?
A radiação solar inclui ondas que vão do ultravioleta curto ao infravermelho longo. Essas ondas viajam em direção à Terra e interagem com a superfície das células solares, que são feitas de materiais semicondutores como o silício.
218
Qual é o papel do fósforo na camada superior do semicondutor de uma célula solar?
O fósforo adiciona elétrons extras ao silício, tornando a camada superior mais condutiva e facilitando o movimento dos elétrons.
219
O que é um semicondutor tipo p e como ele funciona em uma célula solar?
Um semicondutor tipo p é um material que possui menos elétrons livres do que o silício puro, criando uma deficiência de elétrons que atua como cargas positivas ou 'buracos'. Em uma célula solar, a camada tipo p coleta e transporta preferencialmente essas cargas positivas, contribuindo para a geração de corrente elétrica.
220
Qual é o intervalo específico de comprimentos de onda que uma célula solar de silício absorve para gerar eletricidade?
Uma célula solar de silício absorve luz com comprimentos de onda de 350 a 1140 nm.
221
O que acontece com um elétron em um átomo de silício quando ele absorve um fóton de luz dentro da faixa de comprimento de onda eficaz?
Quando um fóton de luz dentro da faixa de comprimento de onda eficaz é absorvido, ele chuta um elétron para fora de um átomo de silício, criando um elétron solto e um 'buraco' carregado positivamente.
222
Como a corrente elétrica flui em uma célula solar quando a luz solar está presente?
A corrente elétrica flui quando elétrons, soltos pela luz solar, se movem através de um fio que conecta os eletrodos metálicos superior e inferior em direção aos buracos na camada p-type.
223
Quantas células solares são tipicamente conectadas para formar um painel solar?
32
224
Qual é a diferença entre uma usina de energia a vapor flash e uma usina de ciclo binário?
Uma usina de energia a vapor flash usa um fluido que vaporiza, enquanto uma usina de ciclo binário usa dois fluidos, onde o segundo fluido vaporiza a uma temperatura mais baixa.
225
Qual é o tipo mais comum de tecnologia geotérmica utilizada hoje?
Usina geotérmica a vapor seco.
226
O que é uma usina de energia a vapor flash e como funciona?
Uma usina de energia a vapor flash usa uma bomba para empurrar fluido quente para um tanque, onde ele esfria e vaporiza, acionando uma turbina que alimenta um gerador.
227
Como uma usina geotérmica a vapor seco gera eletricidade?
Ela usa vapor subterrâneo para acionar uma turbina conectada a um gerador.
228
Que força um condutor com corrente experimenta quando colocado em um campo magnético?
Um condutor com corrente experimenta uma força em uma direção particular quando colocado em um campo magnético.
229
Como o sistema de comutador em um motor DC garante a rotação contínua?
O sistema de comutador inverte a direção do fluxo de corrente na bobina a cada meia volta, garantindo que a força mecânica atuando no condutor sempre o empurre na mesma direção, assim mantendo a rotação contínua.
230
Como você pode determinar a direção da força mecânica em um motor DC usando a Regra da Mão Esquerda de Fleming?
Para determinar a direção da força mecânica em um motor DC usando a Regra da Mão Esquerda de Fleming, espalhe seu polegar, indicador e dedo médio da mão esquerda de forma que estejam em ângulos de 90 graus entre si. Alinhe o indicador na direção do campo magnético do Polo Norte para o Polo Sul, e o dedo médio na direção da corrente no condutor. O polegar indicará então a direção da força mecânica.
231
Como o torque é produzido em um motor DC quando a corrente flui através do condutor no campo magnético?
O torque é produzido em um motor DC quando a corrente flui através do condutor no campo magnético, criando uma força mecânica que faz o condutor girar. A direção dessa força pode ser determinada usando a regra da mão direita, onde o polegar indica a direção da força mecânica.
232
Qual é a direção da força mecânica atuando no condutor do lado esquerdo em um motor DC, dado a direção do campo magnético do Norte para o Sul e a direção da corrente no condutor?
A força mecânica atuando no condutor do lado esquerdo é para cima.
233
Qual é a direção da força mecânica atuando no condutor do lado direito em um motor CC, dada a direção do campo magnético do Norte para o Sul e a direção da corrente no condutor?
A força mecânica atuando no condutor do lado direito é para baixo.
234
O que causa a rotação contínua de um motor DC com base no modelo elementar?
A rotação contínua de um motor CC é causada pelas forças mecânicas alternadas para cima e para baixo experimentadas pelos condutores à medida que passam perto dos polos sul e norte, respectivamente.
235
Qual é o principal recurso de design que diferencia a Turbina Tesla das turbinas a vapor tradicionais?
A Turbina Tesla é sem lâminas, ao contrário das turbinas a vapor tradicionais que possuem lâminas de geometria complicada e partes do estator.
236
Como a turbina Tesla utiliza a dinâmica de fluidos para gerar movimento, e qual é o fenômeno chave por trás de sua operação?
A turbina Tesla utiliza o efeito viscoso do fluido em superfícies sólidas para gerar movimento. O fenômeno chave é a força viscosa entre o fluido e a superfície do disco, que faz o disco girar.
237
O que acontece com as partículas de fluido à medida que a velocidade da turbina Tesla aumenta, e como isso afeta a eficiência da turbina?
À medida que a velocidade da turbina Tesla aumenta, as partículas de fluido tendem a se afastar do centro devido à necessidade de mais força centrípeta. Isso cria um padrão de fluxo espiral, aumentando a área de contato entre o fluido e a superfície do disco, o que, por sua vez, aumenta a força viscosa e a eficiência da turbina.
238
Como o fenômeno da camada limite afeta o fluxo de fluido em uma turbina Tesla?
O fenômeno da camada limite causa uma variação de velocidade no fluido próximo às superfícies do disco, com cada camada de fluido exercendo uma força de arrasto na camada vizinha devido ao movimento relativo. Isso resulta em perda de energia e afeta a eficiência geral da turbina.
239
Como Nikola Tesla utilizou o fenômeno da camada limite para melhorar a eficiência de sua turbina?
Nikola Tesla melhorou a eficiência de sua turbina aproximando os discos, cerca do dobro da espessura da camada limite, para eliminar a região de fluxo livre entre os discos. Isso aumentou os efeitos de cisalhamento e melhorou a geração de torque.
240
Qual foi o principal problema que Nikola Tesla enfrentou com operações de alta RPM em sua turbina?
O principal problema foi a resistência insuficiente do disco para suportar a enorme força centrífuga produzida em altas RPM, levando à expansão do material e falha do disco por deformação.
241
Por que as turbinas de Tesla não são amplamente utilizadas nas indústrias de geração de energia, apesar de sua alta eficiência?
As turbinas de Tesla requerem RPM extremamente altas (cerca de 50.000 RPM) para alcançar alta eficiência, o que é impraticável para aplicações industriais de grande escala devido a limitações de engenharia.
242
Qual é o principal desafio de engenharia ao operar discos de turbina de Tesla de grande diâmetro em altas velocidades?
O principal desafio é a velocidade extremamente alta da ponta da lâmina, que resulta em um número de Mach de 13 nas pontas dos discos, tornando-se uma impossibilidade de engenharia.
243
O que acontece com a eficiência de uma turbina de Tesla quando sua RPM é reduzida?
A eficiência de uma turbina de Tesla cai significativamente quando sua RPM é reduzida.
244
Finalidade de um sistema de partida
Vencer as resistências mecânicas do motor proporcionando o número de rotações suficiente para que o motor possa se manter sem ajuda externa.
245
O que é um motor de partida?
Motor de corrente contínua capax de desenvolver alta potência durante curto período de tempo.
Transforma energia elétrica proveniente da bateria em energia mecânica.
246
Alternador é responsável por transformar:
Energia mecânica em elétrica
247
Qual a diferença entre líquido saturado e líquido comprimido?
* Líquido saturado: É o líquido que se encontra em equilíbrio com sua fase vapor na curva de saturação. Nesse ponto, às condições de pressão e temperatura correspondentes à curva de saturação, o líquido está prestes a iniciar a ebulição.
* Líquido comprimido: É um líquido que se encontra em condição sub-resfriada, ou seja, a uma pressão superior à pressão de saturação para a mesma temperatura. Em outras palavras,
$$P > P_{sat}(T),$$
e o líquido não está na fronteira para a vaporização.
248
Qual a diferença entre vapor saturado e vapor superaquecido?
* Vapor saturado: É a fase vapor que está em equilíbrio com o líquido à mesma pressão e temperatura, na linha de saturação. Assim, qualquer adição ou remoção de energia pode iniciar a condensação ou a vaporização.
* Vapor superaquecido: Trata-se do vapor que foi aquecido além da condição de saturação, de modo que
$$T > T_{sat}(P),$$
resultando em uma única fase vapor com temperatura mais alta do que a do ponto de ebulição para aquela pressão.
249
Existe alguma diferença entre as propriedades intensivas do vapor saturado a uma determinada temperatura e as do vapor em uma mistura saturada à mesma temperatura?
Não há diferença. Propriedades intensivas são independentes da quantidade de substância. Assim, o vapor que está na linha de saturação (vapor saturado, ou seja, quando a qualidade x = 1) possui os mesmos valores de propriedades intensivas (como entalpia, entropia, volume específico, etc.) que o vapor presente em uma mistura saturada à mesma temperatura, desde que se compare o mesmo ponto de saturação.
250
Existe alguma diferença entre as propriedades intensivas do líquido saturado a uma determinada temperatura e as do líquido em uma mistura saturada à mesma temperatura?
Assim como no caso do vapor, não há diferença quanto às propriedades intensivas do líquido, pois estas dependem apenas da temperatura (e pressão de saturação) quando se está na linha de saturação. Ou seja, o líquido saturado (x = 0) possui as mesmas propriedades intensivas do líquido presente em uma mistura saturada à mesma temperatura.
251
Se a pressão de uma substância aumenta durante um processo de ebulição, a temperatura também aumentará ou permanecerá constante? Por quê?
Durante a ebulição em uma condição de equilíbrio, a pressão e a temperatura estão relacionadas pela curva de saturação. Assim, se a pressão aumenta, a temperatura de ebulição, ou seja, a temperatura de saturação, também aumenta para manter o equilíbrio. Podemos expressar essa dependência de forma simplificada como
$$T_{sat} = f(P).$$
Portanto, em um processo de ebulição onde se aumenta a pressão, a temperatura de ebulição aumenta.
252
Por que a temperatura e a pressão são propriedades dependentes na região de mistura saturada?
Na região de mistura saturada ocorre a coexistência de fase líquida e fase vapor em equilíbrio. As condições de equilíbrio são determinadas pelas relações termodinâmicas (ex.: a equação de Clapeyron) que estabelecem uma relação única entre pressão e temperatura na curva de saturação:
$$\frac{dP_{sat}}{dT} = \frac{h_{fg}}{T\, (v_g - v_f)},$$
onde:
* $$h_{fg}$$ é o calor latente de vaporização,
* $$v_g$$ e $$v_f$$ são os volumes específicos do vapor e do líquido, respectivamente.
Portanto, para qualquer aumento (ou diminuição) da temperatura, há um correspondente aumento (ou diminuição) da pressão.
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Qual é a diferença entre o ponto crítico e o ponto triplo?
* Ponto triplo: É a condição (uma combinação única de pressão e temperatura) na qual as três fases da substância – sólido, líquido e vapor – coexistem em equilíbrio.
* Ponto crítico: É o fim da curva de saturação, onde as propriedades do líquido e do vapor se tornam idênticas, ou seja, as duas fases se tornam indistinguíveis. Nesse ponto, não há distinção entre fase líquida e vapor.
254
É possível ter vapor d'água a -10°C? Sustente sua opinião se respaldando com a teoria/dados.
Sim, é possível ter vapor d'água a -10°C, mas sob condições de baixa pressão. A existência de vapor depende da pressão relativa ao ponto de saturação. A pressão de saturação da água a -10°C é muito baixa (da ordem de alguns milímetros de mercúrio). Assim, se a pressão total do sistema estiver abaixo ou próxima desse valor, a água pode existir na fase vapor mesmo a -10°C. Em resumo, a possibilidade de existir vapor a -10°C depende do controle da pressão ambiente, conforme a relação
$$T_{sat} = f(P);$$
se a pressão for suficientemente baixa, a temperatura de saturação diminui, permitindo a existência de vapor nessa temperatura.
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Em que tipo de panela um determinado volume de água ferve a uma temperatura mais alta: em uma panela alta e estreita ou em uma panela baixa e larga? Explique.
A fervura da água ocorre quando a pressão local (incluindo a pressão hidrostática devido à coluna de água) atinge o ponto de ebulição. Em uma panela alta e estreita, a altura da coluna de água é maior, o que gera um acréscimo na pressão no fundo da panela dado por
$$\Delta P = \rho\,g\,h,$$
onde:
* $$\rho$$ é a densidade da água,
* $$g$$ é a aceleração da gravidade,
* $$h$$ é a altura da coluna de água.
Esse aumento de pressão faz com que a temperatura de ebulição seja maior naquele ponto (pois é necessário atingir uma temperatura de saturação correspondente à pressão mais elevada). Assim, em uma panela alta e estreita, o mesmo volume de água apresentará ebulição a uma temperatura mais alta, principalmente na região inferior, do que em uma panela baixa e larga, onde a altura (e consequentemente o acréscimo de pressão hidrostática) é menor.
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O ponto de referência arbitrado para os dados tabelados em propriedades de uma substância tem algum efeito sobre a análise termodinâmica? Por quê?
O ponto de referência (ou “zero arbitrário”) dos dados tabulados, como entalpia (h) e energia interna (u), não afeta a análise termodinâmica, porque nas aplicações praticas (em balanços de energia, por exemplo) o que conta são as diferenças entre estados. Em outras palavras, se definirmos:
$$\Delta u = u_2 - u_1 \quad \text{ou} \quad \Delta h = h_2 - h_1,$$
a constante adicionada (ou subtraída) em todos os valores se cancela. Por isso, apesar de o ponto zero ser arbitrário, desde que seja usado de forma consistente, ele não interfere nos resultados dos cálculos termodinâmicos.
257
O que é título? Ele possui algum significado nas regiões de vapor superaquecido?
O título (geralmente denotado por “x”) representa a fração em massa de vapor numa mistura saturada (mistura de líquido e vapor) e é definido por:
$$x = \frac{m_{\text{vapor}}}{m_{\text{total}}}.$$
Esse conceito só tem significado em regiões bifásicas (ou de mistura saturada). Na região de vapor superaquecido há apenas uma fase vapor (sem a presença de líquido saturado), logo o termo “título” não se aplica nessa região.
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Que processo exige mais energia: vaporizar completamente 1 kg de água líquida saturada à pressão de 1 atm ou vaporizar completamente 1 kg de água líquida saturada à pressão de 8 atm?
A quantidade de energia exigida para vaporizar 1 kg de água é determinada pela entalpia de vaporização, $$h_{fg}$$, cujo valor depende da pressão (ou temperatura saturada). Para a água, o $$h_{fg}$$ diminui com o aumento da pressão. Assim:
* A 1 atm (≈101,33 kPa) o valor de $$h_{fg}$$ é aproximadamente 2257 kJ/kg.
* A 8 atm, o $$h_{fg}$$ é menor (por estar mais próximo do ponto crítico, embora ainda saturado).
Portanto, vaporizar 1 kg de água saturada a 1 atm exige maior quantidade de energia do que vaporizar 1 kg a 8 atm.
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Na ausência de tabelas de líquido comprimido, como se determina o volume específico de um líquido comprimido a uma determinada P e T?
Na ausência de tabelas específicas para líquido comprimido, costuma-se aproximar o volume específico de um líquido comprimido, $$v,$$ pelo do líquido saturado, $$v_f,$$ na mesma temperatura. Isto se deve à baixa compressibilidade dos líquidos. Assim, temos:
$$v \approx v_f (T),$$
ou se necessário, pode-se empregar uma correção linear se houver dados experimentais adicionais. Essa aproximação é considerada bastante precisa para líquidos em quase todas as condições de pressão e temperatura, exceto nas proximidades críticas.
