Exercício Avaliativo 1 - Tabelas de Vapor e Balanço de Energia

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
TERMODINÂMICA – EXERCÍCIO AVALIATIVO 1 
TABELAS DE VAPOR E BALANÇO DE ENERGIA EM SISTEMA FECHADO 
Sugestão: antes de fazer esta lista de exercícios, faça uma revisão nas notas de 
aula e nos exemplos resolvidos em sala. 
 
1) Determine o volume total em m³ ocupado por 2 kg de H2O na pressão de 30 bar e: 
a) Na temperatura de 540 ºC; (0,2454 m³). 
b) Com qualidade de 80%; (0,1072 m³). 
c) Na temperatura de 200 ºC. (2,313x10-3 m³). 
Obs: represente todos os estados no diagrama temperatura-volume específico. 
 
2) Cinco quilogramas de H2O estão contidos em um tanque fechado rígido com 
pressão inicial 20 bar e título 50%. Transferência de calor ocorre até que o tanque 
contenha apenas vapor saturado. Determine o volume do tanque em m³, a pressão 
final em bar e o calor transferido no processo em kJ. (0,252 m³; 39,57 bar; 4240 kJ). 
 
Exercício Resolvido em Aula – 02/09/2021 
 
3) Vapor de água está contido em um frasco rígido. Inicialmente, a pressão e a 
temperatura do sistema são, respectivamente, 15 bar e 240 ºC. A temperatura cai 
como resultado da transferência de calor para a vizinhança. Usando a tabela de vapor 
saturado, determine: 
a) A pressão em que a condensação começa a ocorrer, em bar; (13,68 bar). 
b) A fração da massa total que foi condensada quando a temperatura atinge 100 ºC; 
(91,2%). 
c) A porcentagem do volume ocupado pelo líquido saturado no estado final a 100ºC. 
(0,64%); 
d) O calor total liberado em kJ/kg. 
Represente as transformações no diagrama T-v para facilitar a visualização. 
 
4) Determine os valores das propriedades especificadas em cada uma das seguintes 
condições: 
 
a) Para o refrigerante 134a com temperatura 60 ºC e v=0,072 m³/kg, determine p em 
kPa e h em kJ/kg. (362,6 kPa; 302,07 kJ/kg). 
b) Para a amônia na pressão 8 bar e v=0,005 m³/kg, determine T em ºC e u em kJ/kg. 
(17,84 ºC e 285,39 kJ/kg). 
 
Exercício para Resolução em Aula – 03/09/2021 
 
5) Refrigerante 22 em um dispositivo cilindro-pistão sofre um processo politrópico 
internamente reversível com a relação pvn = constante. Os estados inicial e final do 
refrigerante são: T1 = -10 ºC, P1 = 200 kPa e T2 = 28 ºC, com título x2 = 70%. Com 
base nos dados acima, faça o que se pede: 
 
a) Calcule o valor de n para o processo; 
b) Calcule o calor transferido e o trabalho de expansão/compressão do processo, 
em kJ/kg de refrigerante; 
c) represente a transformação em diagrama temperatura-volume específico (T-v), 
mostrando de forma clara os estados inicial e final.