Exercicios Trabalho e Calor.pptxExercicios Trabalho e Calor.pptx, Exercícios de Termodinâmica

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DISCIPLINA: TERMODINÂMICA

PROF. MAURICIO ALVAREZ MUÑOZ

LISTA DE EXERCICIOS

EXERCICIO 1

UM RECIPIENTE FECHADO DE 5 M^3 DE VOLUME CONTEM 0,05 M^3 DE AGUA LIQUIDA

SATURADA EM EQUILIBRIO COM VAPOR SATURADO A 0,1 Mpa. CALCULE O TRABALHO DO SISTEMA, PARA HAVER SÓ VAPOR SATURADO NO SEU INTERIOR. REPRESENTAR NO DIAGRAMA P-V-T E T-V-P O PROCESSO. EXERCICIO 2 INICIALMENTE UMA AMOSTRA DE ÁGUA SE ENCONTRA A 120 OC E APRESENTA TÍTULO IGUAL A 25%. A TEMPERATURA NA AMOSTRA É AUMENTADA PARA 140OC EM UM PROCESSO ONDE O VOLUME É CONSTANTE. DETERMINE A PRESSÃO E O TÍTULO NO ESTADO FINAL DESSE PROCESSO. REPRESENTAR NO DIAGRAMA P-V-T E T-V-P O PROCESSO NO EXERCICIO O TITULO REFERE-SE A QUANTIDADE DE VAPOR NA MISTURA, OU SEJA Y. RESPOSTA P 2 = 362 KPA Y 2 = 0,

a-3) O estado 3 cuja pressão é de 25 bar a temperatura é a mesma do estado 2, 200 oC. Como a pressão, 25 bar é maior que a pressão de saturação correspondente podemos facilmente inferir do diagrama T x v que o estado é de líquido comprimido. O processo de 2 ® 3 está indicado nas figuras do item b). a-4) O volume do estado 1 e 2 são iguais, e seu valor lido da tabela de vapor superaquecido, é 0,05884 m3/kg. O volume específico do estado 3 deve ser obtido em uma tabela de líquido comprimido, cujo valor é, v3 = 0,0011555 m3/kg ou de forma aproximada, de uma tabela de saturação na temperatura de 200 oC, independentemente da pressão de saturação correspondente, que é v3 = 0,0011565 m3/kg. a-5) O título no estado 2 é obtido usando as relações matemáticas entre título e volume específico, como já mostrado anteriormente, assim: b) Representação dos estados e dos processos nos planos T x v e P x v

EXERCÍCIO 4

INICIALMENTE UMA AMOSTRA DE ÁGUA SE ENCONTRA A 200 KPA E APRESENTA TÍTULO

IGUAL A 25%. A TEMPERATURA NA AMOSTRA É AUMENTADA DE 20OC EM UM

PROCESSO ONDE A PRESSÃO É CONSTANTE. DETERMINE O VOLUME E O TÍTULO NO

ESTADO FINAL DESSE PROCESSO.

FAZER O DIAGRAMA P-V-T E T-V-P DO PROCESSO

O TITULO NO EXERCÍCIO REFERE-SE A QUANTIDADE DE VAPOR NA MISTURA

ASSIM VESPECIFICO 2 = 0,9355 E O VAPOR NO FINAL É SUPERAQUECIDO

EXERCÍCIO 5

UM TANQUE RÍGIDO CONTÉM 10 KG DE ÁGUA A 90°C DOS QUAIS 8 KG ESTÃO NA FASE

LÍQUIDA.

CALCULE:

a. A PRESSÃO NO TANQUE (RESPOSTA: 70,14 KPA) b. O VOLUME DO TANQUE ( RESPOSTA: 4, 73 M^3 ) c. FAZER O DIAGRAMA P-V-T E T-V-P DO PROCESSO

EXERCICIO 8

UM CONJUNTO CILINDRO-PISTÃO CONTÉM, INICIALMENTE VAPOR D’ÁGUA SATURADO

A 200 KPA. NESTE ESTADO, A DISTÂNCIA ENTRE O PISTÃO E O FUNDO DO CILINDRO É

0,1 M. DETERMINE ESTA DISTÂNCIA SE A TEMPERATURA DA ÁGUA FOR ALTERADA PARA

200 OC. REPITA O PROBLEMA ADMITINDO QUE A TEMPERATURA FINAL FOI ALTERADA

PARA 100

O C. ADMITA QUE O PROCESSO OCORRA À PRESSÃO CONSTANTE. X2 = 0,12 M PARA T = 200 °C

EXERCICIO 9

Dez kg de uma mistura bifásica líquido-vapor de metano (CH4) encontram-se a 160 K

em um tanque de 0,3 m³. Determine o título da mistura, se os valores dos volumes

específicos para líquido e vapor saturados do metano a 160 K são vf = 2,97 x 10-3 m3/

kg e vg = 3,94 x 10-2 m3/kg, respectivamente.

Y = 0.

EXERCICIO 10 A GRADE PRETA ATRÁS DE UM REFRIGERADOR TEM A TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE IGUAL A 35ºC E UMA SUPERFÍCIE TOTAL DE 1M2. A TRANSFERÊNCIA DE CALOR PARA O AMBIENTE A 20ºC SE DÁ COM UM COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR MÉDIO CONVECTIVO DE 15W/M2K. QUANTO DE ENERGIA PODE SER REMOVIDA DURANTE 15 MINUTOS DE OPERAÇÃO? Q  hA T   2 2 15 / 1 35 20 15 15 o h W m K A m T C K        225 225 J Q W s    t  15 min  900 s Q  202,5 kJ

EXERCICIO 13

UM TANQUE, CUJO VOLUME É DE 0,053 M

3 , CONTÉM FREON 12, (R-12) A 40 O C. O VOLUME INICIAL DE LÍQUIDO NO TANQUE É IGUAL AO VOLUME DE VAPOR. UMA QUANTIDADE ADICIONAL DE FREON - 12 É FORÇADA PARA DENTRO DO TANQUE ATÉ QUE A MASSA TOTAL DENTRO DO TANQUE ATINJA 45 KG. PEDE-SE; a) QUAL O VOLUME FINAL DE LÍQUIDO NO TANQUE ADMITINDO-SE QUE A TEMPERATURA SEJA DE 40 O C? VFINAL = 0,035 M 3 B) QUE QUANTIDADE DE MASSA FOI ADICIONADA AO TANQUE? M = 10,6845 KG