DAD 01 Propriedades de uma Substânica Pura, Trabalho, Processos Politrópicos e Primeira Lei da Termodinâmica ENGM

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Centro Universitário de Belo Horizonte 
INSTITUTO DE ENGENHARIA E TENOLOGIA – IET 
Curso: 
Engenharia Mecânica 
Disciplina: Termodinâmica Clássica 
Professor: Rabigdonataro Rodrigues Costa Data: 11/04/2016 Valor: 25 pontos Nota: 
Aluno: Assunto: Propriedades de uma Substância Pura, 
Trabalho, Processos Politrópicos e Primeira Lei da 
Termodinâmica. 
1) A figura mostra um conjunto cilindro-pistão que contém amônia a – 2°C, x = 0,13 e V = 1 m³. A massa do 
pistão pode ser considerada nula, as duas molas são lineares e apresentam a mesma constante de mola. As 
duas molas estão distendidas quando o pistão se encontra no fundo do cilindro e a segunda mola toca o 
pistão quando o volume confinado for igual a 2 m³. A amônia é , então, aquecida até que a pressão interna se 
torne igual a 1200 kPa. Sabendo que a pressão atmosférica é 100 kPa, calcule: 
a) pressão do estado 2. ( 1,0 Pontos ) 
b) o volume específico no estado final. ( 1,0 Pontos ) 
c) a temperatura no estado final. ( 1,0 Pontos ) 
d) o trabalho realizado pela amônia. ( 1,0 Pontos ) 
e) mostre o processo em um diagrama P – v . ( 1,0 Pontos ) 
 
 
2) Dois tanques ( Tanque A e Tanque B) são separados por uma partição . Inicialmente, o tanque A contém 2 kg de 
vapor a 1 MPa e 300°C, enquanto o tanque B contém 3 kg de uma mistura saturada de líquido e vapor com a fração em 
massa de vapor igual a 50%. A partição é então removida e os dois lados se misturam até que seja estabelecido o 
equilíbrio mecânico e térmico. Se a pressão no estado final for de 300 kPa, calcule: 
a) a massa total do tanque. ( 1,0 pontos ) 
b) o volume específico final do tanque. ( 1,0 pontos ) 
c) a temperatura do estado final. ( 1,0 Pontos ) 
d) o título do estafo final ( caso estado seja mistura). ( 1,0 pontos ) 
e) o trabalho realizado durante o processo. ( 1,0 pontos ) 
f) a perda calor dos tanques. ( 1,0 pontos ) 
 
3) (Petrobrás – Engenheiro de Equipamentos Júnior Mecânica – 2014 ) 
A primeira lei da termodinâmica para uma mudança de estado num sistema estabelece que, quando um sistema passa 
por uma mudança de fase, a energia pode cruzar a fronteira: (3,0 pontos) 
a) somente na forma de calor, podendo este calor ser positivo ou negativo. 
b) somente na forma de trabalho, sendo este trabalho sempre positivo. 
c) na forma de calor ou de trabalho, sendo ambos positivos. 
d) na forma de calor ou de trabalho, sendo ambos negativos. 
e) na forma de calor ou de trabalho, e cada um deles pode ser positivo ou negativo. 
3) (Petrobrás – Engenheiro de Equipamentos Júnior Mecânica – 2014 ) 
O ar é uma mistura de gases de composição definida que pode ser tratada como uma substância pura, desde que haja 
apenas uma fase presente. Nesse caso, seu estado de saturação é determinado pela especificação de n propriedade(s) 
independente(s), na condição do ar permanecer na fase vapor. O valor de n é: (3,0 pontos) 
a) 1 
 
b) 2 
c) 3 
d) 4 
e) 5 
4) (Petrobrás – Engenheiro de Equipamentos Júnior Mecânica – 2010 – Petroquímica ) 
Um tanque contém uma mistura bifásica líquido-vapor de uma substância a 40 °C. Sabendo-se que as massas de líquido 
e vapor saturado presentes são 230 kg e 30 kg, respectivamente, o título da mistura é dado, em %, por: (3,0 pontos) 
a) 6,7 b) 11,5 c) 76,6 d) 89,0 e) 90,0