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Exercícios Propostos de BAC014 – Engenharia de Fluidos – Prof. Rogerio – 2º 
Semestre de 2012 (não precisa entregar) 
1. Um tanque isolado cujo volume é desconhecido está dividido em duas partes. No lado esquerdo, 
temos 0,01 m3 de ar à pressão de 0,8 MPa e temperatura ambiente, enquanto que o outro também 
contem 1 kg de ar mas à pressão de 1,2 MPa e temperatura de 55 C. A divisória é removida e o ar 
de um lado do tanque interage com o ar do outro lado do tanque. A condição final é de temperatura 
de 10 C e pressão de 120 kPa. Determine o volume total do tanque. 
 
2. 1,5 kg de CO2 é aquecido em um recipiente mecanicamente isolado de volume 0,05 m3 desde a 
temperatura de -20 C até 90 C. Determine os estados inicial e final. 
 
3. Um tanque de 1 m3 contendo ar a 25 C e 500 kPa é conectado através de uma tubulação com 
uma válvula, inicialmente fechada, a outro tanque, este contendo 5 kg de ar a 35 C e 200 kPa. A 
válvula é aberta e todo o sistema interage até que a condição de equilíbrio de temperaturas é 
alcançada com o exterior, que está a 20 C. Determine o volume do segundo tanque e a pressão final 
de equilíbrio do ar. 
4. Qual o volume específico do vapor formado quando água entra em ebulição à pressão 
atmosférica normal? 
 
5. Qual o volume específico da água a 2 MPa e temperatura de 400 C? 
 
6. Se o volume específico da água for 0,05 m3/kg e a temperatura é 225 C, qual é a pressão? E o 
título? 
 
7. Se o volume específico da água for 0,1 m3/kg e a temperatura é 225 C, qual é a pressão? E o 
título? 
 
8. Qual o volume específico da água a 1 MPa e temperatura de 50 C? 
 
9. Nitrogênio é comprimido dentro de um compressor alternativo. A pressão inicial é igual a 0,2 
MPa e a temperatura inicial é de 200 K. Se a pressão final for de 6 MPa, qual a temperatura final, 
sabendo-se que o processo pode ser considerado como um processo politrópico de expoente n = 1,2. 
Qual é o trabalho trocado neste processo? Considere o nitrogênio como gás perfeito. 
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10. Nitrogênio é comprimido dentro de um compressor alternativo. A pressão inicial é igual a 0,2 
MPa e a temperatura inicial é de 200 K. Se a pressão final for de 6 MPa, qual a temperatura final, 
sabendo-se que o processo pode ser considerado como um processo politrópico de expoente n = 1,2. 
Qual é o trabalho trocado neste processo? 
 
11. Oxigênio expande-se desde a pressão de 800 kPa, T = 300 K até a pressão de 120 kPa. O 
processo é politrópico de expoente igual a 0,8. Calcule o trabalho trocado. Em seguida, avalie se o 
trabalho aumenta ou diminui se o expoente politrópico passar para 1,6. 
 
12. Deseja-se realizar determinado processo com certa massa de CO que se espera poder ser 
modelado como gás perfeito. O estado termodinâmico inicial é definido pela pressão de 250 kPa, 
temperatura de 450 K e um volume de 0,1 m3. O volume final a ser alcançado é de 0,3 m3. Para se 
atingir tal volume, duas propostas são apresentadas. A primeira consiste em se realizar um processo 
isobárico até a tal pressão. A segunda, um pouco mais complicada, começa com um processo 
politrópico cujo expoente "n" = 1,5 até o volume desejado (de 0,3 m3) para terminar com uma 
compressão isométrica até a pressão de 250 kPa. Qual dos processos exigirá a maior quantidade de 
trabalho? Qual dos processos terá a maior variação de temperaturas? 
 
13. Água, na condição de líquido saturado, a 0,5 MPa é colocada dentro de um conjunto cilindro-
pistão que sofre um processo de compressão até que a temperatura de 200 C e título de 0,58 seja 
alcançada. Determine o expoente do processo politrópico. 
 
14. Vapor d’água superaquecido a 2 MPa e 300 C é expandido em um processo politrópico de 
expoente 1,3 até a pressão de 500 kPa. Determine a condição termodinâmica final. 
 
15. Vapor dágua a 5 MPa e 400 C (superaquecido) é colocado em um conjunto cilindro-pistão que 
sofre uma expansão. A temperatura final é de 200 C. Sabendo-se que o processo envolvido pode ser 
aproximado como um processo politrópico de expoente n = 1,3, pede-se a condição final. 
 
16. Determine como o trabalho trocado ao longo de um processo politrópico genérico, de expoente 
n, varia com n. 
 
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17. Um tanque de 0,5 m3 contem ar na pressão de 7,0 MPa e 250 C, estando perfeitamente isolado 
da vizinhança. Uma válvula é aberta e o ar é descarregado até que a pressão dentro do tanque caia 
para 400 kPa. Desconsiderando todas as possíveis perdas por atrito e outras irreversibilidades, como 
primeira aproximação, calcule a massa de ar descarregada do tanque. Em seguida, calcule a 
variação da energia interna para a massa que ficou dentro do tanque. 
 
18. Um gás está confinado por uma divisória em um dos lados de um reservatório rígido e 
termicamente isolado. O outro lado da divisória está inicialmente evacuado. Sabe-se que a condição 
inicial do gás, CO2, considerado gás perfeito, é dada pela pressão de 400 kPa, temperatura de 400 C, 
ocupando o volume de V = 0,050 m3. Quando a divisória é retirada, o gás se expande de forma a 
ocupar todo o volume do reservatório. A pressão de equilíbrio é 100 kPa. Determine a variação de 
energia interna do processo e o volume final, em m3. 
 
19. Um gás ideal ocupa um volume de 0,5 m3 à temperatura de 340 K e dada pressão. O gás realiza 
um processo isobárico até que a temperatura caia para 290 K. Determine (a) o volume final; (b) o 
trabalho realizado se a pressão for 120 kPa e (c) o calor trocado, considerando que o calor 
específico a volume constante seja igual a 0,52 kJ/kg.K e a massa seja 1 kg. 
 
20. Ar na pressão de 140 kPa e temperatura igual a 280 K, massa igual a 0,13 kg, está contido em 
um recipiente adiabático como mostrado na figura abaixo. O sistema recebe cerca de 18,3 kJ de 
trabalho no eixo pelas pás. A temperatura final é igual a 420 K. Encontre o calor trocado, o trabalho 
total, o trabalho mecânico, as variações de energia interna, de entalpia. 
 
 
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21. Em um conjunto cilindro-pistão, 0,5 kg de ar se expandem em um processo politrópico de 
expoente n = 1,8, a partir de uma pressão inicial de 5 MPa e um volume inicial de 0,07 m3 até a 
pressão final de 500 kPa. Calcule o trabalho e o calor trocados. 
 
22. 10 kg de ar estão dentro de um conjunto pistão-cilindro são aquecidos de 25 a 77 C pela 
passagem de corrente elétrica em uma resistência. A pressão interna é mantida constante em 200 
kPa durante o processo e uma perda de 5 kJ por calor é detectada. Determine a energia elétrica 
fornecida em kWh.