Lista de Exercicios - termodinâmica, prof Silvana

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LISTA DE EXERCÍCIOS (AP2)
1 - 1. Considerando-se a equação de Beattie-Bridgeman, qual a pressão do gás
CO2 a 200ºC, ocupando um volume de 0,004m3/Kg ? 
Dados: 
R = 8,31 J/mol.K Ao = 507,2836 a = 0,07132 
 Bo = 0,10476 b = 0,07235 
 C = 6,6 x 105
2 - A amônia serve de matéria-prima para um número elevado de aplicações. 
Ela é utilizada na fabricação de fertilizantes agrícolas, fibras e plásticos, de 
produtos de limpeza, de explosivos, etc. Entre tantos empregos, podemos 
destacar:
Fertilizantes: sulfato de amônio, fosfato de amônio, nitrato de
amônio e uréia.
Produtos químicos: ácido nítrico (utilizado na preparação de
explosivos).
Fibras e plásticos: nylon e outras poliamidas.
  Produtos de limpeza: detergentes e amaciadores de roupa. 
Utilizando a equação de van der Waals, calcule o volume molar da amônia a 
273ºK e 1 bar. 
 PV3- (bP + RT)V2+ aV - ab = 0
Onde:
R = 0,08315 L bar/ºK mol
Tc = 406 K e Pc = 113 bar
3. Determine o volume específico do gás nitrogênio a 10 MPa e 150ºK com 
base na equação do gás ideal e na equação de Van der Waals. Compare esses 
resultados com o valor experimentalde 0,002388m3/Kg e determine o erro 
associado a cada caso. 
Contantes da eq. De Van der Waals a = 1,408 L2atm/mol2 b = 0,003913 
L/mol
4. Em 1926, Thomas Midgley, Jr. E Charles Franklin Kettering formularam uma
combinação de gases que foi chamada de Freon. Assim nasceram alguns dos 
CFC's, um grupo de combinações orgânicas que contêm o carbono, flúor, e, 
em muitos casos, outros elementos halogênios (especialmente cloro) e 
hidrogênio. São incolores, inodoros, não inflamáveis, não são corrosivos ou 
líquidos. A partir da sua criação os CFC's foram liberados na atmosfera durante
anos de uma forma despreocupada, já que até então, eles eram considerados 
gases estáveis e seguros. 
Turma: 5 TEAP Disciplina: Termodinâmica Aplicada 
Professora: Silvana Palmeira
A partir de 1980 alguns estudos apontaram esses gases como sendo os 
responsáveis por graves danos na camada de ozônio do nosso planeta. O 
protocolo de Montreal (1987) regulamentou a produção e consumo destas 
substâncias, sendo proibido o seu uso em diversas aplicações.
Como substituto ao Freon, vem sendo utilizado o tetrafluoroetano, ou gás 
refrigerante R-134a já que é menos poluente. Atualmente ele compõe o sistema 
de alguns refrigeradores, condicionadores de ar de automóveis, entre outros 
sistemas de refrigeração.
Complete o Quadro 1, com dados referentes ao refrigerante 134a, conforme 
Tabelas encontradas na Literatura de referencia. 
Quadro 1: Propriedades termodinâmicas do refrigerante 134a
 T (ºF) P (psia) H (BTU) Fase
-12 320
30 770
550 Vapor saturado
60 600
5. Considerando a água, consulte as Tabela B.1.2 e B.1.3 complete o Quadro 
2: 
Quadro 2: Proriedades termodinâmicas da água e do vapor 
Item P (KPa) T (ºC) V (m3/Kg) x H Descrição da Fase
1 10.000 0,003
2 1.000 190
3 200 0,1
4 10 10
Obs.: Deixar a memória de Cálculo na Folha de Respostas.
6. Considere a rotina de uma família com 4 pessoas. Cada uma delas toma um
banho de 6 minutos todas as manhãs. A vazão média do chuveiro é de 
10L/min. A água da rede à temperatura de 15ºC é aquecida a 55ºC . 
Determine a exergia destruída anualmente por esta família, resultante dos 
banhos diários, considerando a Temperatura ambiente de 25ºC. 
7. Considerando o Diagrama de Fases do gelo seco apresentado na Figura 1, 
nome dado ao dióxido de carbono (CO2) na fase sólida e sabendo que o Ponto 
Triplo (PT) ocorre à Pressão de 5,2 atm e 216,6ºK responda às questões, 
justificando sua resposta. 
- À pressão atmosférica (100KPa), qual deve ser sua temperatura em relação 
ao PT? 
- O que acontece se for aquecido à pressão atmosferica? 
 
 Figura 1: Diagrama de fases do CO2
8. Galinhas com massa media de 2,2 Kg e calor especifico de 3,54 KJ/Kg 
devem ser resfriadas por imersão em água fria, que entra em um resfriador a 
0,5 ºC e sai a 2,5ºC. A taxa de alimentação do equipamento são 500 galinhas 
à temperatura de 15ºC, que saem a 3ºC. O resfriador ganha calor à taxa de 
200 KJ/h. Determine a taxa de destruição de exergia durante o processo de 
resfriamento.
9. Qual é a diferença entre ponto crítico e ponto triplo?
10. A quantidade de calor quando 1 Kg de água líquida saturada ferve a 100ºC
é igual à quantidade de calor liberada quando 1 Kg de vapor dágua saturado 
condensa a 100ºC?