Exercícios resolvidos (FETRANS)

Prévia do material em texto

Universidade Federal do ABC 
ESTO016 – Fenômenos de Transporte 
Exercícios Propostos (conteúdo aulas 1 e 2) 
 
1) Um gás contido dentro de uma montagem pistão-cilindro submetido a um ciclo termodinâmico, 
consiste em três processos: 
Processo 1-2: Compressão com PV=constante de P1 = 1 bar, V1 = 1,0 m³ para V2 = 0,2 m³ 
Processo 2-3: Expansão a pressão constante para V3 = 1,0 m³ 
Processo 3-1: Volume constante. 
Esboce o ciclo em um diagrama P-V, indicando os valores de pressão e o volume para cada estado. 
Fonte: Moran et al. (2014 
 
 
2) Determine a fase (ou fases) em um sistema constituído de H20 para as seguintes condições e esboce o 
diagrama T-v e P-v mostrando a posição de cada estado. 
a) T = 220°C e P = 0,30 MPa. R: vapor superaquecido 
b) T = 50ºC e P = 1 bar. R: líquido comprimido 
c) T = 50°C e P = 0,1235 bar. R: mistura líquido-vapor 
d) P = 2 bar e T = 20ºC. R: líquido comprimido 
e) P = 0,20 MPa e T = 120,2ºC. R: mistura líquido-vapor 
f) P = 0,20 MPa e T = 150ºC. R: vapor superaquecido 
 
 
3) Os valores encontrados na resolução de problemas em geral não caem exatamente na grade de 
valores fornecidos pelas tabelas das propriedades e uma interpolação linear entre valores tabelados 
adjacentes se torna necessária. A tabela a seguir lista as temperaturas e os volumes específicos do 
vapor de água para duas pressões: 
P = 1,0 MPa P = 1,5 MPa 
T (ºC) v (m³/kg) T (ºC) v (m³/kg) 
200 0,2060 200 0,1325 
240 0,2275 240 0,1483 
280 0,2480 280 0,1627 
 
a) Determine o volume específico (v) em m³ /kg para T = 240ºC, P = 1,25 MPa. R: 0,1879 m³ /kg 
b) Determine a temperatura em ºC para P = 1,5 Mpa, v = 0,1555 m³ /kg. R: 260ºC 
c) Determine o volume específico (v) em m³ /kg para T = 220ºC, P = 1,4 MPa. R: 0,15567 m³ /kg 
Fonte: Moran et al. (2014) 
 
4) Determine o título da mistura bifásica líquido-vapor de: 
a) Água a 100°C com um volume específico de 0,8 m³/kg. R: 47,8% 
b) Refrigerante 134a a 0°C com um volume específico de 0,7721x10-3 m³/kg. R: 0% 
Fonte: Moran et al. (2014) 
 
 
 
5) Cinco quilogramas de água estão acondicionados em um tanque rígido fechado a uma pressão inicial 
de 20 bar e um título de 50%. Determine o volume do tanque, em m³. 
R: V = 0,253 m³. 
Fonte: Moran et al. (2014) 
 
 
6) Dois mil quilos de água, inicialmente um líquido saturado a 150ºC, são aquecidos em um tanque 
rígido fechado, para um estado final onde a pressão é de 2,5 Mpa. Determine o volume do 
tanque, em m³, e esboce o processo em diagramas T-v e P-v 
R: V = 2,181 m³ 
 Fonte: Moran et al. (2014) 
 
 
7) Um tanque contém 0,042 m³ de oxigênio a 21ºC e 15 MPa. Determine a massa de oxigênio, em kg, 
utilizando o modelo de gás ideal. 
R: m = 8,248 kg 
Fonte: Moran et al. (2014) 
 
 
8) Determine o erro percentual ao utilizar o modelo de gás ideal para determinar o volume específico do 
refrigerante 134a nas seguintes condições: 
a) T = 80ºC e P = 16 bar. R: erro ≈ 25,3% 
b) T = 80ºC e P = 1 bar. R: erro ≈ 1,06% 
a) T = 60ºC e P = 16 bar. R: erro ≈ 37,55% 
a) T = 60ºC e P = 1 bar. R: erro ≈ 1,3%