Prova termo 01

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PROVA 1 - TERMODINÂMICA 
PROF. Darlan K. E. Carvalho 
Turmas: Eng. Mecânica 
NOVEMBRO, 2021 
 
OBS: 
1. LEIA ATENTAMENTE A PROVA. 
2. INDIQUE DE MANEIRA CLARA TODAS AS HIPÓTESES ADOTADAS NA RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES E FAÇA UM 
ESBOÇO SEMPRE QUE ACHAR NECESSÁRIO. CUIDADO COM EXAGEROS. 
3. ASSINE E ENTREGUE: TANTO O TEXTO DA PROVA QUANTO A FOLHA DE RESPOSTAS. 
4. DURANTE A PROVA, NÃO SERÁ PERMITIDA A SOLICITAÇÀO, AO PROFESSOR OU AOS COLEGAS DE LÁPIS, 
CANETA, BORRACHA, CALCULADORA, ETC. 
5. É PERMITIDO O USO DE LÁPIS, PORÉM AS RESPOSTAS FINAIS DEVEM SER ESCRITAS DE CANETA AZUL OU 
PRETA. 
 
QUESTÃO 1. (2,0 pontos) Infusões intravenosas (IV) geralmente são feitas por meio da 
força da gravidade, pendurando uma garrafa com IV a uma altura suficiente para 
contrabalançar a pressão sanguínea na veia e para forçar o fluido para o corpo, como mostra 
a figura 1. Quanto mais alto a garrafa é colocada, mais alta será a vazão do fluido. 
Assumindo que a densidade desse fluido é de ρ=1020 kg/m3: 
a) Se for observado que o fluido e a pressão sanguínea se equilibram a 1,2 m de altura 
acima do nível do braço, determine a pressão manométrica do sangue em kPa. 
b) Se a pressão manométrica do fluido no nível do braço precisa ser de 20 kPa para 
que se tenha uma vazão de fluido intravenoso suficiente, determine a que altura em 
metros a garrafa precisa ser colocada? 
 
 
Figura 1. Esquema de utilização de fluido intravenoso contido em garrafa. 
 
QUESTÃO 2. (4,0 pontos) Um dispositivo pistão-cilindro inicialmente contém 0,8m3 de 
vapor de água saturado a 250 kPa. Nesta situação (estado 1), o pistão repousa sobre um fim 
de curso como mostra a figura a seguir e a massa do pistão é tal que é necessária uma 
pressão de 300 kPa para iniciar o movimento do mesmo (estado 2). Calor é transferido para 
o vapor até que o volume dobre (estado 3). Para esse processo, determine: 
 
a) A massa de água no interior do cilindro. 
b) A temperatura final do fluido em Celsius. 
c) O trabalho e o calor trocados em kJ, durante o processo. 
d) O calor trocado em kJ. 
e) Esboce o diagrama Pxv indicando claramente os estados 1, 2 e 3 numericamente os 
valores de pressão e volume específico. 
 
Figura 2. Dispositivo pistão-cilindro com vapor saturado de água. 
 
QUESTÃO 3. (4,0 pontos) Uma sala bem isolada com dimensões de 4m X 4m X 5m e 
inicialmente a 10º C, é aquecida por um radiador de um sistema de aquecimento a vapor. O 
radiador tem 15 litros de volume e é preenchido com vapor superaquecido a 200 kPa e a 
200º C. Neste momento, tanto a entrada quanto a saída do radiador estão fechados. Um 
ventilador de 120W é usado para distribuir ar no ambiente. Observamos que a pressão do 
vapor cai para 100 kPa após 30min como resultado da troca de calor na sala. Assumindo 
calores específicos constantes para o ar na temperatura ambiente, determine: 
 
a) As massas de vapor e de ar na sala (em kg). 
b) A quantidade de calor em kJ trocada pelo ar e o radiador durante os 30 min de 
funcionamento. 
c) A quantidade de trabalho consumido pelo ventilador em kJ durante o processo. 
d) A temperatura final do ar após os 30 min (em Celsius). 
 
 
Figura 3. Sala aquecida por meio de radiador de um aquecedor a vapor de água. 
 
 
 
ALUNO(A):_____________________________________________________________