Fenômenos de Transporte I

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IEM001T – Fenômenos de Transporte I Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI 
Prof. Marcelo José Pirani 
 
 
Nome:____________________________________________ Matrícula:______________ 
Data:______________ 
Exercícios – Primeira Lei da Termodinâmica para Sistema Fechado. 
 
Exercício extra 
Um dispositivo pistão-cilindro contém um quilograma de água a 100oC (Figura 1). Inicialmente, 
o pistão repousa sobre calços inferiores do cilindro, de forma que a água ocupa um volume de 
0,835 m3. O cilindro possui também calços em sua parte superior, de forma que quando o pistão 
encosta em tais calços o volume no interior do dispositivo é de 1,20 m3. Uma pressão de 150 
kPa é necessária para suportar o pistão. Calor é fornecido à água até que ela se torne vapor 
saturado. Determinar: (a) A pressão no final do processo; (b) A temperatura no final do processo; 
(c) O trabalho que a água realiza sobre o pistão e; (d) O calor adicionado ao sistema. 
 
 
Figura 1: Esquema o exercício extra. 
 
 
 
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Exercício 6 
Um dispositivo pistão-cilindro (Figura 2) contém dois quilogramas de água inicialmente a uma 
temperatura de 900oC, sustentando um pistão a uma pressão de 4,0 MPa. O cilindro possui 
calços de forma que quando o pistão encosta em tais calços o volume no interior do dispositivo 
é de 0,24574 m3. Calor é retirado da água até que se atinja a pressão de 2,5 MPa. Determine: 
(a) Quanto trabalho é realizado sobre a água; 
(b) Quanto calor é retirado do sistema. 
 
Figura 2: Esquema o exercício 6. 
 
 
 
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Exercício 6a 
Um dispositivo pistão-cilindro (Figura 3) contém dois quilogramas de água inicialmente a uma 
temperatura de 900oC, sustentando um pistão a uma pressão de 4,0 MPa. O cilindro possui 
calços de forma que quando o pistão encosta em tais calços o volume no interior do dispositivo 
é de 0,22190 m3. Calor é retirado da água até que se atinja a temperatura de 800oC. Determine: 
(a) Quanto trabalho é realizado sobre a água; 
(b) Quanto calor é retirado do sistema. 
 
Figura 3: Esquema o exercício 6a. 
 
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Exercício 7 
Um dispositivo êmbolo-cilindro (Figura 4) contém dois quilogramas de água saturada a 
temperatura de 120oC. Inicialmente, o pistão repousa sobre calços inferiores do cilindro, de 
forma que a água ocupa um volume de 0,020000m3. Uma pressão de 300 kPa é necessária para 
suportar o pistão. O recipiente é aquecido até que a água atinja a temperatura de 130oC. 
Determine o trabalho realizado e o calor fornecido ao sistema. 
 
Figura 4: Esquema o exercício7.