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Capítulo 1 – Exercícios
1)Um gerador eólico turbo elétrico é montado no topo de uma torre. A
eletricidade é gerada à medida que o vento incide constantemente através
da turbina. A saída elétrica do gerador alimenta uma bateria. a)
Considerando apenas o gerador eólico turbo elétrico como sistema,
identifique as posições nas fronteiras do sistema onde o sistema interage
com as vizinhanças. Descreva as mudanças que ocorrem no sistema com o
tempo. b) Repita a análise para um sistema que inclui somente a bateria.
Considerações:
1 – na parte (a), o sistema é o volume de controle indicado pela linha tracejada na figura.
2- na parte (b), o sistema é o sistema fechado pela linha tracejada na figura.
3- A velocidade do vento é constante.
(a) A turbina eólica é estudada como um volume de controle, com fluxo de ar através da
fronteira. Outra interação principal entre o sistema e as vizinhanças é a corrente elétrica que
passa pelos fios, entretanto sob ponto de vista macroscópico nesta interação não é
considerada nenhuma transferência de massa. Com um vento uniforme, o turbo gerador
possivelmente atingirá um regime permanente de operação, em que a velocidade de
rotação das pás ficará constante e será gerada uma corrente elétrica constante.
(b) A bateria é estudada como um sistema fechado. A principal interação entre o sistema e suas
vizinhanças é a corrente elétrica que passa pela bateria através da fiação. Esta interação não
é considerada uma transferência de massa. A medida que a bateria é carregada e ocorrem
reações químicas em seu interior, a temperatura da superfície da bateria pode se tornar um
pouco elevada, e uma interação térmica entre a bateria e suas vizinhanças pode ocorrer.
Esta interação possui uma importância secundária. Conforme a bateria é carregada, seu
estado muda com o tempo, e a mesma não estará em regime permanente.
2) Um objeto pesa 25 kN em um local onde a aceleração da gravidade é 9,8 
m/s2. Determine a sua massa em kg. 
3) Um astronauta que possui massa de 100 kg no planeta terra vai para a lua.
Na lua a aceleração da gravidade na superfície é de 1,67 m/s2, determine (a)
seu peso na lua e (b) seu peso na terra, que possui aceleração da gravidade
de 9,8 m/s2. (c) Qual será a sua massa na lua?
4) Os pesos moleculares das substâncias abaixo são fornecidos no exercício
(obtidas da tabela A1 do livro texto) para que se determine a massa, em kg, de
10 kmol de cada substância: ar, H2O e SO2.
M(ar)= 28,97 kg/kmol, M (H2O)= 18,02 kg/kmol, M(SO2)= 64,06 kg/kmol.
5) Se a variação da aceleração da gravidade, em m/s2, com a altura z, em
metros, acima do nível do mar é dada por g= 9,81-(3,3x10-6)z. Determine a
variação percentual do peso de um avião quando este está a 10 km de altitude
e se dirige a uma pista no nível do mar.
6) Um sistema fechado que consiste em 0,5 kmol de amônia ocupa um volume
de 6m3. Determine: (a) o peso do sistema, em N, (b) o volume específico, em
m3/kg. Considere g= 9,81m/s2. Dado: M (NH3)= 17,03 kg/kmol.
7) Um sistema fechado que consiste em 5 kg de um gás sofre um processo.
Durante o processo a relação entre a pressão e o volume específico é dada
por pv1/3=constante. O processo se inicia com p1= 1 bar, v1= 0,2 m
3/kg e
termina com p2= 0,25 bar. Determine o volume final em m
3.
v2
1/3/ v1
1/3= p1/p2
(v2/ v1)
(1/3).3= (p1/p2)
3
8) Um barômetro contém mercúrio (= 13,59 g/cm3). Se a pressão atmosférica
local é de 100 kPa e g= 9,81m/s2, determine a altura da coluna de mercúrio, L,
em metros.
9) Para converter graus Celsius em Fahrenheit pode-se usar o seguinte raciocínio:
(C- 0) / (100 – 0) = (F – 32) / (212 – 32)
Onde na escala Celsius a temperatura de fusão da água é de 0°C e a temperatura de
ebulição é de 100°C.
Na escala Fahrenheit a temperatura de fusão da água é de 32°F e a temperatura de
ebulição é de 212°F.
Logo fazendo as simplificações chega-se a: °F = 1,8. °C + 32.
Sabendo que na escala Rankine a temperatura de ebulição da água é de 671,67°R e a
temperatura de fusão da água é de 491,67°R, monte a relação entre °F e °R.
10)A temperatura de uma peça é de 150°C, expresse esta temperatura em K, 
°F e °R.