EXERCICIOS L01 - TERMODINAMICA (1)

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1) Para os seguintes processos, calcule a variação na energia interna do sistema e determine se 
o processo é endotérmico ou exotérmico: 
a) Um balão é aquecido pela adição de 900 J de calor. Ele expande-se, realizando 422 J 
de trabalho na atmosfera; 
b) Uma amostra de 50 g é resfriada de 30 ºC para 15 ºC, nisso perdendo 
aproximadamente 3.140 J de calor; 
c) Uma reação química libera 8,65 kJ de calor e não realiza trabalho na vizinhança. 
 
2) Três mols de um gás com comportamento ideal expandem-se, isotermicamente contra uma 
pressão oposta de 100 kPa, de 20 para 74 L. Calcule Q, U e H. 
3) Três mols de um gás ideal a 27 °C expandem-se isotermicamente e reversivelmente de 20 
para 74 L. Calcule Q, W, U e H. Compare este resultado com o do problema anterior. Qual é 
a conclusão? 
4) Numa expansão adiabática de um mol de um gás ideal a uma temperatura inicial de 25 °C, o 
trabalho produzido foi de 1200 J. Se Cv =3R/2, calcule a temperatura final do gás, Q, U e H. 
5) Um recipiente não-condutor, que contém 25 kg de água a 20°C, possui um agitador girado 
pela gravidade ao agir sobre um peso de massa igual a 35 kg. O peso desce vagarosamente uma 
distância de 5 m acionando o agitador. Admitindo que todo o trabalho realizado sobre o peso é 
transferido para a água e que a aceleração da gravidade local é de 9,8 m/s, determine: 
a) A quantidade de trabalho realizado sobre a água. 
b) A variação na energia interna da água. 
c) A quantidade de calor que deve ser removida da água para retorná-la à sua temperatura 
inicial. 
e) A variação da energia total do universo causada (1) pelo processo de descida do peso, (2) 
pelo processo de resfriamento da água, levando-a até à sua temperatura inicial, e (3) pelos 
dois processos em conjunto. 
6) Um tanque contendo 20 kg de água a 20°C é equipado com um agitador que realiza trabalho 
na água a uma taxa de 0,25 kW. Quanto tempo demorará para a temperatura da água atingir 
30°C. se não houver perda de calor da água para a vizinhança? Para a água, CP = 4, 18 kJ/ kg°C. 
 
7) Uma quantidade de 7,5 kJ de calor é adicionada a um sistema fechado, enquanto a sua. 
energia interna diminui de 12 kJ. Qual a quantidade de energia transferida na forma de 
trabalho? Para um processo, com trabalho nulo, causando a mesma mudança de estado, que 
quantidade de calor é transferida? 
 
 
Lista de exercícios L01 (Valor: 1,5 pontos) 
Termodinâmica Aplicada 
Curso: Engenharias 
Professor: Dr. Evandro Giuseppe Betini 
Disciplina: Termodinâmica 
8) Um kg de água líquida a 25°C: 
(a) Passa por um aumento na temperatura de I K. Qual é o valor de U', em kJ? 
(b) Passa por uma variação na elevação z. A variação na energia potencial Ek é igual à 
variação U' na parte (a). Qual é o valor de z, em metros? 
 
 
9) Quatro moles de um gás ideal expandem de um volume V1 para um volume V2=2V1. 
A) Se a expansão é isotérmica a T=400 K, encontre o trabalho realizado pelo gás. 
B) Ache a variação de entropia, se houver alguma. 
 
 
10) Água líquida, a 180°C e 1002,7 kPa, possui uma energia interna (em uma escala arbitrária) 
de 762,0 kJ/kg e um volume específico de 1,128 cm3/g. 
a) Qual é a sua entalpia? 
b) A água é levada ao estado vapor a 300°C e 1.500 kPa, onde a sua energia interna é de 
2.784,4 kJ/kg, e o seu volume específico é igual a 169,7 cm3/g. Calcule U e H para esse 
processo. 
Um cilindro isolado, equipado com um êmbolo sem atrito, tem em seu interior um fluido