Pgina 1 de 3

LISTA DE EXERCCIOS 2

Disciplina: Termodinmica I

Docente: Prof. Masa Matos Paraguass

1) Um balde contendo concreto, com massa total a 200kg, elevado por um guindaste com

acelerao de 2m/s2 em relao ao solo em um local onde a acelerao da gravidade igual a

9,5m/s2. Determine a fora requerida no guindaste. (R: 2.300 N)

2) Determine a fase e o volume especifico para os seguintes estados:

a) R-22 a T = - 25C e P = 100 kPa (R: 0,2319 m3/kg)

b) R-22 a T = - 25C e P = 300 kPa (R: 0,000733 m3/kg)

c) R-12 a T = 5C e P = 200 kPa (R: 0.05703 m3/kg)

d) Ar a T = 200C e P = 200 kPa (R: 0.4922 m3/kg)

e) NH3 a T = 20C e P = 100 kPa (R: 1.4153 m3/kg)

3) Determine a fase, o ttulo (se for o caso) e a propriedade que falta, P ou T.

a) H2O a T = 120C com = 0,5 m3/kg (R: 198,5 kPa, x = 0,56)

b) H2O a P = 100 kPa com = 1,8 m3/kg (R: 121,65C)

c) H2O a T = 263 K com = 200 m3/kg (R:0,26kPa, x = 0,4285)

d) NH3 a T = 20C com = 0,1 m3/kg (R: 857,5kPa, x = 0,666)

4) Determine a fase e propriedade que falta P, T, ou x.

a) R-22 a T = 10C com = 0,5 m3/kg

(R: Sat. liq. + vap, 680,7 kPa e x = 0,2713)

b) H2O a T = 350C com = 0,2 m3/kg

(R: Vapor Superaquecido, 1,40 MPa, x = indefinido)

c) CO2 a T = 800k e P = 200 kPa

(R: Gs ideal, = 0,756 m3/kg)

d) N2 a T = 200K e P = 100 kPa

(R: Vapor Superaquecido, = 0,756 m3/kg)

e) CH4 a T = 190K x = 0,95

(R: Sat. liq + vap. = 0,00722 m3/kg)

5) Considere os dois tanques, A e B, e a tubulao com vlvula mostrada na figura abaixo,

ambos contendo gua. O volume do tanque A igual a 1m3 e a gua ali armazenada est

a 200kPa com = 0,5m3/kg. O tanque B contm 3,5kg de gua a 0,5MPa e 400C. A

vlvula que liga os tanques ento aberta, e espera-se at que a condio de equilb r io

seja atingida. Determine o volume especfico no estado final do processo.

Pgina 2 de 3

6) Vapor dgua saturado a 60C deve ter presso diminuda para que o volume aumente

em torno de 10% enquanto a temperatura permanece constante. A que presso deve o

vapor ser expandido? (R: 18,9 kPa).

7) gua lquida saturada a 60C pressurizada a temperatura constante para reduzir seu

volume de cerca de 1%. A que presso a gua deve ser comprimida? (R: ~ 50MPa)

8) Considere dois tanques, A e B, conectadas por um tubo com vlvula. A capacidade de

cada tanque de 200 L. O tanque A contem R-134a a 25C, sendo 10% de liquido e

90% de vapor, em volume, enquanto o tanque B est evacuado. A vlvula que liga os

tanques ento aberta e vapor saturado sai de A at que a presso em B se torne igual

presso em A. Neste instante, a vlvula fechada. O processo ocorre lentamente, de

modo que uma temperatura constante e uniforme de 25C prevalece durante todo o

processo. De quanto varia o ttulo no tanque A durante o processo. (R: 6,096 %)

9) A bomba de alimentao de uma caldeira bombeia 0,05 m3/s de gua a 240C e 20MPa.

Qual a vazo mssica (kg/s)? Qual seria o erro percentual se as propriedades do liquido

saturado a 240C fossem usadas no clculo? E qual seria o erro percentual se as

propriedades do liquido saturado a 20 Mpa fossem utilizadas no clculo? (R: m =

41,49kg/s, %Erro@240C = 2%, %Erro@20MPa = 41%)

10) Um tanque cilindro, com 1 m de comprimento e dimetro interno de 20 cm, evacuado

e em seguida enchido com CO2 gasoso a 25C. At que presso deve ser carregado CO2,

se a massa final deve ser de 1,2kg? (R: 2.152kPa)

11) Um cilindro, adaptado com um pisto sem atrito, contem 5 kg de vapor superaquecido

de refrigerante R-134a a 1.000kPa e 140C. O conjunto resfriado a presso constante,

AAA BAA

AAA BAA

Pgina 3 de 3

at que o refrigerante apresente ttulo igual a 25%. Calcular o trabalho realizado no

processo. (R: -128,7 KJ)

12) O arranjo cilindro-pisto contm dixido de carbono a 300 kPa e 100C com um volume

de 0,2 m3. Pesos so adicionados ao pisto de tal forma que o gs comprimido de acordo

com a relao PV1,2 = constante at uma temperatura final de 200C. Determine o

trabalho realizado durante o processo. (R: -80,4 kJ).

13) O espao acima da agua em um tanque fechado contem nitrognio a 25C e 100 kPa. O

tanque tem volume total de 4 m3 e contem 500 kg de gua a 25 C. Uma quantidade

adicional de 500 kg de gua forada para dentro do tanque. Admitindo um processo

isotrmico, determine a presso final do nitrognio e o trabalho realizado sobre o

nitrognio nesse processo. (R: Pfinal = 116,7 kPa, W= -54,1 kJ)

14) Uma bomba de vcuo utilizada para evacuar uma cmara utilizada na secagem de um

material que apresenta temperatura de 50C. Se a vazo em volume da bomba 0,5 m3/s,

a temperatura 50C e a presso de entrada 0,1 kPa, quanto vapor dgua removido

num perodo de 30 min? (R: 0,603 kg)

15) O ar confinado num pneu est inicialmente a -10C e 190kPa. Aps percorrer um

percurso, a temperatura do ar foi novamente medida e revelou um valor de 10C. Calcule

a presso do ar nesta condio? (R: 204,4 kPa)

16) Um dispositivo cilindro-pisto contem 0,1 kg de ar a 100kPa e 400K que passa por um

processo de compresso politrpica, com n=1,3, ate uma presso de 300 kPa. Qual o

trabalho realizado pelo ar no processo. (R: - 477 kJ).

17) Dez quilogramas de vapor dgua saturado a 100kPa e ttulo de 50% esto contidos num

conjunto de cilindro-pisto. O conjunto ento aquecido e o volume triplica. A massa

do pisto tal que uma presso no cilindro de 200 kPa o fara flutuar. Determine a

temperatura e o volume finais da gua assim como o trabalho realizado. (R: V=0,05226

m3, 4,91 kJ).

18) Um cilindro contendo 1 kg de amnia, provido de um mbolo submetido a uma fora

externa varivel. No estado inicial, a amnia est a 2 Mpa e 180C. Ela, ento, resfriada

at a condio de vapor saturado seco a 40C e, em seguida, resfriada ainda mais at

20C e ttulo de 50%. Determine o trabalho total para o processo, admitindo que a relao

entre P e V linear. (R: -49,4 kJ).