lista 1

Prévia do material em texto

Curso Superior Engenharia Mecânica 
Termodinâmica Aplicada a Engenharia 
Prof. Luciano H. de Almeida 
 
1 – A pressão do ar contido em conjunto cilindro-pistão –mola é linear com o volume e é dada por p = A + BV. 
No estado inicial, p1 = 150 kPa e V1 = 1 L, e no estado final p2 = 800kPa e V2 = 1,5 L. Determine o trabalho 
realizado pelo ar. 
 
2 – Um conjunto cilindro-pistão contém 3 kg de ar a 20ºC e 300 kPa. O conjunto é então aquecido em um 
processo a pressão constante até 600 K (admita o modelo de gás perfeito). 
a) Determine o volume final 
b) Trace um gráfico da linha do processo em um diagrama p-V 
c) Determine o trabalho no processo 
Mar = 28,97 g/mol 
 
3 – Considere uma massa passando por um processo politrópico onde a pressão é diretamente proporcional ao 
volume (n = -1). O processo começa com pi = 0, Vi = 0 e termina com pf = 100 kPa e Vf = 0,01 m
3. Determine 
o trabalho realizado pela massa. 
 
4 – O arranjo do cilindro-pistão mostrado na figura 
contém dióxido de carbono a 300 kPa e 100ºC com 
um volume de 0,2 m3. Pesos são adicionados ao 
pistão de tal forma que o gás é comprimido de 
acordo com a relação pV1,2 = constante, até uma 
temperatura final de 200 ºC. Determine o trabalho 
durante o processo. 
MCO2 = 44,01 g/mol 
 
5 – O espaço da água em um tanque fechado contém nitrogênio a 25ºC e 100 kPa. O tanque tem volume total de 
4 m3 e contém 500 kg de água a 25ºC. Uma quantidade adicional de 500 kg de água é forçada para dentro do 
tanque. Admitindo um processo que obedece a relação pVn =constante, com n = 1, determine a pressão final do 
nitrogênio e o trabalho realizado sobre o nitrogênio desse processo. 
vH2O = 0,00100 m
3/kg 
 
6 – Radiação solar incide num piso de asfalto com espessura de 5 cm e área superficial de 150 m2. A 
temperatura superficial média do asfalto é de 45ºC. O piso está assentado sobre uma camada de cascalho 
compactada com temperatura uniforme de 15ºC. Admitindo uma condutividade térmica do asfalto de 0,06 
W/mK, determine a taxa de transferência de calor para a camada de cascalho. 
 
7 – Uma panela de aço, com condutividade térmica de 50 W/mK, contém água líquida a 15ºC. A espessura da 
panela é uniforme e igual a 5 mm e o diâmetro da panela é de 20 cm. A panela está colocada sobre um fogão 
elétrico que transfere 250 W para o fundo da panela. Admitindo que a temperatura da superfície interna da 
panela é uniforme e igual a 15ºC, determine a temperatura uniforme da superfície externa da panela. 
 
8 – A lixadeira de cinta ilustrada na figura tem uma velocidade de correia de 7,6 m/s. O coeficiente de atrito 
entre a lixadeira e uma superfície de madeira é de 0,2. Se a força (normal) dirigida para baixo sobre a lixadeira 
é de 66,7 N, determine (a) a potência transmitida pela cinta e (b) o trabalho realizado em um minuto de 
operação.