Termodinâmica I - Lista 02 - Propriedades das substâncias puras

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Professor: Dr. João Guilherme Pereira Vicente 
Disciplina: Termodinâmica p/ Eng. Química I Atividade: Lista 02 
 
 
Diagramas P-v-T 
1. Construa um diagrama P-T para uma substância pura. Identifique as regiões no diagrama. Mostre as 
linhas de mudança de estado e localize os pontos crítico e triplo. 
 
2. Construa um diagrama P-v para uma substância pura. Identifique as regiões no diagrama. Mostre os 
pontos de saturação e o ponto crítico. 
 
3. Construa um diagrama T-v para uma substância pura. Identifique as regiões no diagrama. Mostre os 
pontos de saturação e o ponto crítico. 
 
4. Determine a fase de cada um dos estados fornecidos e indique a posição de cada um desses nos 
diagramas P-v e T-v. 
a) 120ºC e 500 kPa. R:Liquido comprimido 
b) 120°C e 0,5 m³/kg. R: Região Bifásica 
 
5. Determine a temperatura e o título para a água a 300 kPa e com os seguintes volumes: 
a) 0,5 m³/kg R: T = 133,6 °C e x=0,825 
b) 1,0 m³/kg R: T = 379,8 °C 
 
6. Um recipiente contém uma mistura saturada com 0,1 m³ de líquido e 0,9 m³ de vapor de R-134ª a 30°C. 
Determine a pressão e a fração mássica de vapor. R: P = 771,0 kPa e x = 0,221 
 
7. Identifique e determine a fase para as seguintes substâncias em um digrama P-v e T-v: 
a) Água: 100°C, 500 kPa R: Liquido comprimido 
b) Amônia: -10 °C, 350 kPa R: Liquido comprimido 
c) R-410A: 0°C, 350 kPa R: Super aquecido 
 
8. Calcule o volume específico para os seguintes casos: 
a) Dióxido de carbono: 10 °C, título de 80% R: v = 0,00615 m³/kg 
b) Água: 4 Mpa, título de 90 % R: v = 0,04493 m³/kg 
c) Nitrogênio: 120 K, título de 60 %. R: v = 0,00556 m³/kg 
 
 
Professor: Dr. João Guilherme Pereira Vicente 
Disciplina: Termodinâmica p/ Eng. Química I Atividade: Lista 02 
 
 
9. Determine a fase, P e x para o nitrogênio a: 
a) T = 120 K, v = 0,006 m³/kg R: Bifásica / P=2513 kPa / x =0,67 
b) T = 140 K, v = 0,02 m³/kg R: Vapor superaquecido / P = 1781 kPa 
 
Propriedades dos Fluidos 
10. Um vaso de 80 litros contém 4 kg de refrigerante- 134ª a uma pressão de 160 kPa. Determine a 
temperatura, o título, o volume e massa ocupada pela fase vapor. R: T = - 15,8ºC / x=0,157 / ∀ = 0,078 m³ 
/ m = 0,628 kg 
 
11. Um tanque rígido (volume constante) de 1,8 m³ contém vapor d’água a 220°C. Um terço do volume 
está na fase líquida e o restante sob a forma de vapor. Determine o título da mistura saturada e a pressão 
do vapor d’água. R: x = 0,0269 / P = 2317,8 kPa 
 
12. Um tanque rígido (volume constante) de volume igual a 2,5 m³ contém 15 kg de mistura líquido-vapor 
de água a 75 °C. Em seguida, a água é aquecida lentamente. Determine a temperatura na qual o líquido do 
tanque é completamente vaporizado. Identifique o processo em diagrama T-v com relação às linhas de 
saturação. R: 188 ºC 
 
13. Um vaso rígido contém 2 kg de R-134ª a 800 kPa e 120 °C. Determine o volume do vaso. R: 
∀ = 0,075 m³. 
 
14. Um arranjo pistão-cilindro contém inicialmente 50 L de água líquida a 40ºC e 200 kPa. Calor é 
transferido à água a pressão constante até que todo o líquido seja vaporizado. 
(a) Qual é a massa de água? R: m = 49,6 kg 
(b) Qual é a temperatura final? R: T = 120,21 °C 
 
23. Um tanque rígido (volume constante) contém vapor superaquecido a 250ºC a uma pressão 
desconhecida. Quando o tanque for resfriado a 150ºC, o vapor começará a condensar. Estime a pressão 
inicial do tanque e identifique os pontos em um diagrama T - v. R = 601,6 kPa