LISTA DE EXERCICIO AP1

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LISTA DE EXERCICIOS 
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
1.Calcule a transferência de calor do ambiente para uma sala de aula, através de
uma janela de vidro, se o ambiente externo está a 30ºC. O objetivo é manter a
temperatura da sala a 19ºC com o uso de ar condicionado. 
Dados: 
Condutibilidade do vidro = 1,4W/mºK
Coeficiente de convecção do ar = 100W/m2ºK
Dimensões da janela: Largura = 0,5m
 Altura = 1m
Espessura da janela = 5mm
2. Um fogão a lenha, feito de ferro fundido, apresenta massa igual a 25Kg e
contém 5 Kg de lenha de pinho e 1Kg de ar. A temperatura do conjunto é de
20ºC e a pressão é de 101 Kpa. O fogão é aceso e a madeira passa a queimar,
aquecendo o conjunto uniformemente e transferindo 1500W. Determine a
variação de temperatura do conjunto. Dados em KJ/Kg: (2,0)
Material Ar Madeira Ferro
Calor especifico 0.72 1.38 0.42
ENTALPIA
3. Com base nos valores de entalpia informados abaixo, determine a variação de
entalpia da seguinte reação: (2,0)
4CO + 8H2 ---> 3CH4 + CO2 + 2H2O
(a) C (s, gr) + (1/2)O2 (g) ---> CO (g)ΔH = -110.5 kJ
(b) CO + (1/2)O2 ---> CO2ΔH = -282.9 kJ
(c) H2 + (1/2)O2 ---> H2O(l)ΔH = -285.8 kJ
(d) C (s, gr) + 2H2 ---> CH4ΔH = -74.8 kJ
(e) CH4 + 2O2 ---> CO2 + 2H2OΔH = -890.3 kJ
4. Devido a sua queima extremamente exotérmica, o acetileno é largamente
usado para solda, no corte de metais por maçarico (chega a oter temperatura de
2500 a 3000ºC), na fabricação de objetos de vidro e em diversos processos que
requeiram altas temperaturas. Dentre suas aplicações na indústria química
como matéria-prima, encontra-se a síntese de centenas de compostos, dentre os
quais os mais destacados são o etileno, o etanol, o etanal, diversos compostos
organoclorados, especialmente solventes como o clorofórmio e o ácido acético. É
utilizado também na produção de borracha sintética e polímeros. Através das
reações auxiliares, calcule o o ∆H de formação do acetileno: (2,0)
(a) CaO(s) + H2O(l) ---> Ca(OH)2(s) ΔH° = -65.3 kJ
(b) 2CaO(s) + 5C(s, gr) ---> 2CaC2(s) + CO2(g) ΔH° = +753 kJ
(c) CaCO3(s) ---> CaO(s) + CO2(g) ΔH° = +178 kJ
(d) CaC2(s) + 2H2O(l) ---> Ca(OH)2(s) + C2H2(g) ΔH° = -126 kJ
(e) C(s, gr) + O2(g) ---> CO2(g) ΔH° = -393.5 kJ
(f) 2H2O(l) ---> 2H2(g) + O2(g) ΔH° = +572 kJ 
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CICLO DE CARNOT
5. Um ciclo Diesel opera com 1 mol de gás de acordo com o grafico
da Figura 1 e informações adicionais sobre a variação de volume
descritas abaixo. Sabendo que a temperatura T1 inicial é 80ºC e que os processos
1-2 e 3-4 são evoluções isentrópicas (Processo
adiabático reversível, com Entropia igual a zero), responda as
questões a seguir. 
Dados:
V2 = V1/18
V3 = 2V2
Cp gas = 4,2 KJ/molºK
a) A temperatura do gás no final de cada processo.
b) A eficiencia do processo, sabendo que ή= W/Q2-3
 Figura 1: Diagrama PV
6. Um inventor informa ter construído uma máquina térmica que recebe 100
Kcal e fornece ao mesmo tempo 50 Kcal de trabalho útil. A máquina opera entre
as temperaturas de 177ºC e 227ºC. 
a) Qual o rendimento da máquina descrita?
b) Comente sobre a possibilidade de existir tal máquina.
7. Uma empresa propõe construir um motor térmico projetado para operar entre
dois reservatórios térmicos de calor, sendo o quente à temperatura de Tq =
1600ºK e o frio a Tf = 400ºK. O projeto prevê uma potência de 4 cv para o motor
com absorção de 1,48 Kcal do reservatório quente. (2,5)
a) Calcule o rendimento de um motor de Carnot operando entre os mesmos
reservatórios de calor.
b) Calcule o rendimento do motor.
c) Este motor é teoricamente viável? Justifique.
8. Considere uma máquina térmica que recebe calor à taxa de 1MW na
temperatura de 550ºC e rejeita energia para a vizinhança a 300ºC. A taxa de
realização de trabalho é de 450KW. Calcule: (2,0)
a) O calor transferido para o ambiente
b) A eficiencia da máquina
c) A eficiencia da máquina de Carnot em condições semelhantes
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d) O taxa de realização de trabalho da máquina de Carnot
e) Quanto de calor seria dissipado, se a máquina operasse idealmente?
1ª LEI
9. Com a instalação do gasoduto Brasil-Bolívia, a quota de participação do gás
natural na geração de energia elétrica no Brasil será significativamente ampliada.
O calor obtido ao se queimar 1,0 kg de gás natural é de 5,0x107Joule.
Parte do calor pode ser convertido em trabalho em uma usina termoelétrica e a
outra parte é rejeitada para um rio de vazão 5m3/s, cujas águas estão
inicialmente a 27°C. Considere a usina queimando 7200 Kg/h, a uma
temperatura de 1227°C. (2,0)
Dados: Massa específica da água р =1000 Kg/m3 
 Capacidade calorífica da água Cp = 4000 J/KgºC
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