Exercícios de Termodinâmica em Engenharia Física

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Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA) 
ILACVN Instituto Latino-Americano de Ciências da Vida e da Natureza 
Engenharia Física 
Termodinâmica 
 
 
 
Primeira Lista de exercícios 
 
1. O cilindro de aço mostrado na Figura 1 apresenta área da seção transversal igual a 
1,5 m2. Sabendo que a pressão na superfície livre da gasolina é 101 kPa, determine 
a pressão na superfície inferior da camada de água. 
 
2. Um cilindro que apresenta área de seção transversal A contém água líquida, com 
massa específica ρ, até a altura H. O cilindro apresenta um pistão inferior que pode 
ser movido pela ação do ar comprimido (veja a Figura 2). Deduza a equação para a 
pressão do ar em função de h.? 
 
 
3. Encontre a fase ou estado (nos gráficos P vs v e T vs v) e a propriedade que falta 
entre P,T, v, e x para utilize o software e as tabelas dos livros: 
a) R-134a a -20 °C, P= 150 kPa 
b) R-134a a 300 kPa, v = 0,072 m³/kg 
c) CH4 a 155 K, v = 0,04 m³/kg 
d) CH4 a 350 K, v = 0.25 m3/kg 
 
Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA) 
ILACVN Instituto Latino-Americano de Ciências da Vida e da Natureza 
Engenharia Física 
Termodinâmica 
 
 
4. Você quer que a água ferva a 105 °C, em um recipiente de 15 cm de diâmetro. Qual 
deve ser a massa da tampa desse recipiente, considerando Patm = 101 kPa? 
 
5. Um arranjo pistão-cilindro com mola como apresentado na figura 3 contém 
inicialmente 0,2 lbm de R-134a como uma mistura de líquido e vapor,cuja 
temperatura é de 30 °F e com um título de 80%. A constante da mola é 37 lbf/pol e o 
diâmetro do pistão é de 12 polegadas. O R-134a é submetido a um processo que 
aumenta o seu volume em 40%. Calcule a temperatura final e a entalpia do R-134a. 
 
 
 
6. Metano a 8 MPa e 300 K é aquecido a pressão constante até que o seu volume tenha 
aumentado em 50%. Determine a temperatura final usando a equação de estado do 
gás ideal e o fator de compressibilidade. Qual desses dois resultados é mais preciso? 
 
7. Considere um ventilador localizado em um duto quadrado de 3 pés x 3 pés. 
Velocidades em vários pontos na saída são medidas e a velocidade do fluxo médio 
é determinada em 22 pés/s. Tomando a densidade do ar a 0,075 lbm/pé3, estime o 
consumo de energia elétrica mínimo do motor do ventilador. 
 
8. Em um conjunto cilindro-pistão com uma mola, a pressão do ar contido varia 
linearmente com o volume, P = A + BV. Para o estado inicial P = 150 kPa, V = 1 L e 
estado final P = 800 kPa e V = 1,5 L, determine o trabalho feito pelo ar.