ED 06

Prévia do material em texto

ESCOLA ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL MINAS GERAIS 
DEPARTAMENTO ENGENHARIA QUÍMICA 
TERMODINÂMICA FÍSICA 
 
6a Lista Exercícios 
1a Lei da Termodinâmica 
 
Data Entrega: 02/04/2018 
 
1] Um tanque bem isolado de 70 m³ contém inicialmente 23000 kg de água distribuída 
entre líquido e vapor a 25°C. Vapor saturado a 1100 kPa é admitido no tanque até que a 
pressão atinja 700 kPa. Determinar a massa de vapor admitida. 
 Mvapor = _________________kg 
2] Um tanque de 3 m³ contém inicialmente uma mistura de vapor saturado e líquido 
saturado a 3400 kPa. Da massa total, 15 % é vapor. Líquido saturado é vazado do tanque 
através de uma válvula localizada no fundo do tanque, até que a massa total no tanque 
seja igual a 40 % da massa total inicial. Se durante o processo a temperatura do tanque é 
mantida constante, qual a quantidade de calor que foi adicionado? 
 Q = _______________________kJ 
3] Um tanque vazio e isolado de 1,5 m³ está conectado a uma linha contendo vapor a 350 
kPa e 200°C. Vapor flui para dentro do tanque até que a pressão atinja 350 kPa. 
Considerando que não há fluxo de calor, qual será a massa de vapor dentro do tanque e a 
sua temperatura dentro do tanque? 
Mvapor = _______________kg; T = ______________________C 
 
4] Stean with a quality of 0,85 expands in a mechanically reversible, nonflow process at 
constant quality from 200 to 40 ºC. Determine; 
 
a) Q = ________________kJ 
b) W = _______________kJ 
 
5] Um conjunto cilindro pistão contém 1 kg de água, conforme mostrado na figura 
abaixo. O pistão inicialmente repousa sobre os esbarros. O volume inicial é de 0,5 m3 
com uma pressão igual a 100 kpa. O pistão começa a se movimentar quando a pressão 
atinge 300 kpa. Transfere-se calor até que a pressão atinja 400 kpa. Sabe-se que quando o 
volume da câmara for igual a 1,5 m3 a pressão será igual a 500 kpa. Determine: 
 
a) A Temperatura (ºC), o titulo e a energia interna do estado inicial (kJ/kg). 
b) A Temperatura (ºC) e o título do sistema quando a pressão é de 300 kpa. 
c) A Temperatura (ºC), o titulo e a energia interna no estado final a 400 kpa. 
d) O trabalho realizado do sistema sobre a vizinhança (kJ). 
e) A quantidade de calor fornecida ao sistema para ir de 100 kpa para 400 kpa. 
 
Respostas: 
 
a) T = __________ºC; X =_________________; U = _____________kJ/kg 
b) T =___________ºC; X = ________________ 
c) T = ___________ºC; X = ________________; U = _____________kJ/kg 
d) W = ___________kJ 
e) Q = ____________kJ 
 
 
 
 
6] A Figura abaixo mostra o esquema de uma pequena turbina a vapor dágua que produz 
uma potência de 110 kW operando em carga parcial. Nesta condição, a vazão de vapor é 
0,25 kg/s, a pressão e a temperatura na seção 1 são, respectivamente, iguais a 1,4 MPa e 
250 ºC e o vapor é estrangulado até 1,1 MPa antes de entrar na turbina. Sabendo que a 
pressão de saída da turbina é 10 kPa, determine o título; ou a temperatura, se o vapor 
estiver superaquecido da água na seção de saída da turbina. X = ___________________ 
T = ________________________K