Lista 2 - Termodinâmica

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Lista 2 – Termodinâmica 
Prof. Julio Cesar Barbosa Rocha 
Todos os resultados devem ser expressos utilizando o sistema internacional de unidades (SI). 
Considere g=9,8 m/s², patm=100 kPa, ρH2O=1000 kg/m³. ρHg=13.600 kg/m³ 
Ex.1. Para um volume específico de 0,2 m³/kg, ache o título de vapor se a pressão absoluta é 
de (a) 40 kPa e (b) 630 kPa. Quais são as temperaturas para cada caso? Use as tabelas 1.1 do 
Anexo. 
Ex.2. O título calculado é de 80%, usando as tabelas em anexo determine o volume específico 
de (a) água a 500 psi (absoluta) e (b) água a 500 psi (manométrica). 
Ex. 3. Calcule o volume específico da água a (a) 160 °C e (b) 221 °C, sabendo que o título é de 
85%. 
Ex. 4. Cinco kg de vapor ocupam um volume de 10 m³. Ache o título e a pressão sabendo que a 
temperatura é (a) 40 °C e (b) 86°C. 
Ex. 5. Dois kg de água são vaporizados completamente a 125 kPa. Determine o volume (a) 
antes (b) depois. 
Ex. 6. Vapor com título de 0,85 está contido em um recipiente rígido a 200 kPa. O recipiente é 
aquecido até que o vapor chegue a (a) 400 °C e (b) 140 °C. Determine as pressões finais usando 
as tabelas. 
Ex. 7. Uma massa de 0,01 kg de vapor com título de 0,9 está contida em um cilindro como 
mostrado na figura. Uma mola toca o topo do pistão inicialmente (não há força inicial da mola, 
apenas do peso!). Determine a temperatura final se o vapor é aquecido até que a mola sofra 
uma deformação de 15,7 cm. Não existe atrito no 
sistema. 
F = K x (Força resultante da mola) 
Diâmetro = 20 cm 
M = 160 kg 
K = 50 kN/m 
 
 
 
 
Ex. 8. Dois kg de vapor são aquecidos em um cilindro mantido por um pistão sem atrito de 
16.000 kg e 2 m de diâmetro. Faça o desenho e determine o volume final quando o sistema 
chega a (a) 140 °C, (b) 400 °C e (c) 650 °C. 
Ex. 9. Considerando o ar como um gás ideal determinar, sob pressão absoluta de 100 psi e 
T=60 °F. 
(a) Densidade 
(b) Volume específico 
(c) Peso específico se g=32,1 ft/s² 
(d) A massa contida em 200 ft³ 
Ex. 10. Determine a diferença na massa de ar presente em um quarto no verão e no inverno. 
Leve em consideração; medidas: 10 ft x 100 ft x 20 ft e que no verão a T = 90 °F e 10 °F no 
inverno. Considere a pressão como 100 kPa. 
Ex. 11. Complete a tabela considerando ar e que g=9,82 m/s². 
 p (kPa) T (°C) v (m³/kg) ρ (kg/m³) Peso 
específico 
(N/m³) 
A 100 20 
B 100 2 
C 500 0,1 
D 400 20 
E 200 2 
 
Ex. 12. Um tanque de ar pressurizado está a uma pressão manométrica de 40 psi com 
temperatura de 70 °F. O tanque estoura quando a pressão chega em 200 psi. Qual é a 
temperatura necessária para estourar o tanque? 
Ex. 13. A pressão manométrica é lida para um pneu de carro como 35 psi a 0 °F. O carro é 
conduzido e o pneu atinge 120 °F, determinar o aumento da pressão no pneu. 
 
Ex. 14. Gás nitrogênio está contido em um recipiente de 4 m³ a uma pressão de 4200 kPa. 
Determinar a massa se a temperatura for de (a) 30 °C e (b) -120 °C. Considere que é um gás 
não ideal (Alta pressão) e utilize as equações de van der Waals e Redlich-Kwong. 
Ex. 15. Dez kg de vapor superaquecido a 600°C estão em um tanque de 182 litros. Determine a 
pressão usando (a) equação dos gases ideais, (b) equação de van der Waals, (c) equação de 
Redlich-Kwong e (d) tabela de vapor. 
Ex. 16. Propano a 200 °F tem uma densidade de 2,0 lbm/ft³. Determinar a pressão usando (a) 
equação dos gases ideais, (b) equação de van der Waals e (c) equação de Redlich-Kwong.