GQ1-2013.2-E361M-GAB

Prévia do material em texto

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA SOUZA MARQUES 
TERMODINÂMICA II 
GQ1 – 19/09/2013 
GABARITO 
 
Turma: E361M / E364M 
 
Questão 01: (3,0 Pontos) 
 
Um bloco com massa de 10 kg se move ao longo de uma superfície inclinada de 30º em relação a horizontal. O centro de 
gravidade do bloco é elevado a 3,0 m de altura e a energia cinética do bloco diminui de 50 J. Agem sobre o bloco duas forças: 
uma força R constante paralela à inclinação e uma força de gravidade. Suponha as superfícies sem atrito e g = 9,81 m/s
2
. 
Aplicando a 1ª lei da termodinâmica, determine a intensidade e o sentido da força R, em N. 
 
 
 
 
 
 
 
1Q2 = UEPECW2 

EPECW2 = 0 
 
mgZ + (–50) W2 = 0 
 
10 × 9,81 × 3,0 – 50 W2 = 0 
 
W2 = –244,3 J 
 
Px = P sen 30º = 10 × 9,81 × 0,5 = 49,05 N 
 
sen 30º = 3,0/D → D = 6,0 m 
 
W2 = (R – Px) × D → –244,3 = (R – 49,05) × 6,0 → R = 8,33 N 
 
Sentido da força de baixo para cima, igual ao sentido do movimento. 
 
Resolva as questões abaixo e marque a resposta correta: 
 
Questão 02: (3,0 Pontos) 
 
Vapor d’água saturado a 400 kPa é aquecido em um volume rígido fechado até T2 = 400ºC. A transferência de calor aproximada 
vale: 
a. 407 kJ/kg 
b. 508 kJ/kg 
c. 604 kJ/kg 
d. 702 kJ/kg 
 
Volume rígido → 1 = 2 → 1W2 = 0 
 
1Q2 = U = m (u2 – u1) 
 
1q2 = u = u2 – u1 
 
p1 = 400 kPa ; 1 = V = 0,46246 m
3
/kg 
 
u1 = uV = 2553,55 kJ/kg 
 
T2 = 400ºC ;  = 0,46246 m
3
/kg 
 
(m3/kg) u (kJ/kg) 
0,51372 2962,02 
0,46246 u2 
0,38426 2959,66 
 
 
 m = 10 kg 
 
 30º 
 
u2 = 2960,4 kJ/kg 
 
1q2 = u = u2 – u1 = 406,85 kJ/kg ≈ 407 kJ/kg 
 
Item a 
 
Questão 03: (2,0 Pontos) Questão Anulada 
 
Encontre o trabalho necessário para comprimir 2 kg de ar em um cilindro isolado fechado de 100 kPa para 600 kPa se T1 = 20ºC. 
a. –469 kJ 
b. –390 kJ 
c. –280 kJ 
d. –220 kJ 
 
Questão 04: (2,0 Pontos) 
 
A tabela mostra um ciclo composto por três processos e os valores de Q, W e U encontram-se em kJ. Determine c, em J. 
 
Processo Q W U 
1 → 2 100 a 0 
2 → 3 b 60 40 
3 → 1 40 c d 
 
a. 140 × 103 J 
b. 100 × 103 J 
c. 80 × 103 J 
d. 40 × 103 J 
 
Q = UW 
 
1 → 2 a = 100 kJ 
2 → 3 b = 100 kJ 
 
Em um ciclo UQciclo = Wciclo 
 
Qciclo = 100 + 100 + 40 = 240 kJ 
 
Wciclo = 100 + 60 + c ; c = 80 kJ = 80 × 10
3 
J 
 
Item c 
 
