LISTA 1-TRABALHO-GAB

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FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA SOUZA MARQUES 
TERMODINÂMICA II 
 
1ª Lista de Exercícios - Trabalho – Gabarito 22/08/2013 
Profª Rosa Maria Nielsen 
 
01 - Em um aparelho de ar condicionado o fluido refrigerante R-12 está a 
uma temperatura inicial (estado 1) de 0ºC e é resfriado isobaricamente no 
condensador até a temperatura final de -20ºC e título final de 10% (estado 
2). Determine: 
a. A pressão (kPa) e o volume específico (m3/kg) do refrigerante no 
estado (2), após o resfriamento. 
b. Esquematizar num diagrama pressão versus volume específico o 
processo de resfriamento do refrigerante, indicando para os estados 
(1) e (2), os valores de pressão, volume específico e temperatura. 
c. O trabalho específico realizado durante o processo. 
 
Solução: 
a. Estado (2): vapor úmido de R-12 a –20o C, 10%. 
Tabela B.3.1, tem-se: p2 = 150,93 kPa 
L = 0,000685 m3/kg 
V = 0,108847 m3/kg 
2 = L+x (v - L) 
2 = 0,000685 + 0,1 (0,108847 - 0,000685) → 2 = 0,011 m3/kg 
 
b. Estado (1): p1 = p2 = 150,93 kPa (processo isobárico) e T1 = 0o C, 
portanto, vapor superaquecido. 
Tabela B.3.2: 1 = 0,119980 m3/kg 
 
Diagrama p x : 
 
c. w = p (2 1) = 150,93 (0,011 – 
0,119980) → w = - 16,45 kJ/kg 
 
02 - Um cilindro equipado com êmbolo sem atrito contém 1,5 kg de ar 
inicialmente a 1,0 kgf/cm2 e 35ºC. Em certo instante, vários pesos são 
colocados sobre o êmbolo e o ar é comprimido isotermicamente, até que a 
pressão final seja de 6,0 kgf/cm2. Calcular o trabalho realizado durante 
este processo, em kJ. 
 
Solução: 
Compressão isotérmica de gás ideal: 1W2 = p1 V1 ln (V2/V1) 
 
V1 = m R T = 1,5 . 0,287 . 308 = 1,326 m3 
 p1 100 
 
p1 V1 = p2 V2 → 100 . 1,326 = 600 . V2 → V2 = 0,221 m3 
 
1W2 = p1 V1 ln (V2/V1) = 100 . 1,326 ln (0,221/1,326) 1W2 = - 237,59 kJ 
 
03 - O cilindro mostrado na figura abaixo contém 0,2 kg de vapor úmido 
de água a 150ºC. O êmbolo desliza sem atrito e possui massa desprezível. 
O volume inicial é de 20 litros. Transfere-se calor ao sistema até que o 
título atinja o valor de 90%. Determine: 
a. O volume final (m3). 
b. O trabalho realizado pela água durante o processo (kJ). 
 
Solução: 
a. Estado (1): vapor úmido de água a 150o C. 

1 = V1/m = 0,020/0,2 = 0,1 m3/kg 
 
Tabela B.1.1, tem-se: p1 = 475,9 kPa 
 
Processo isobárico: p1 = p2 L = 0,001090 m3/kg 
V = 0,39278 m3/kg 
2 = L+x (v-L) 
 
2 = 0,001090 + 0,9 (0,39278 - 0,001090) → 2 = 0,3536 m3/kg 
 
 V2 = 2 . m = 0,3536 . 0,2 → V2 = 0,07072 m3 
 
b. 1W2 = p (V2 - V1) = 475,9 (0,07072 – 0,020) 1W2 = 24,14 kJ 
 
04 - Um cilindro, com êmbolo móvel, contém 2 kg de água líquida 
saturada a 5,0 bar. Calor é fornecido à água num processo isobárico até 
que dentro do recipiente exista a mesma quantidade, em massa, de vapor 
saturado e líquido saturado. Pede-se: 
a. O título no estado inicial e no estado final. 
b. O trabalho realizado pelo sistema durante o processo. 
 
Solução: 
a. Estado (1): água líquida saturada a 5,0 bar. 
 
Tabela B.1.1, tem-se: p1 = 500 kPa L = 0,001093 m3/kg 
V = 0,3749 m3/kg 
1 = L = 0,001093 m3/kg → x1 = 0 
 
x2 = mV/(mV + mL) = 0,5 → x2 = 50% 

2 = 0,001093 + 0,5 (0,3749 - 0,001093) → 2 = 0,187997 m3/kg 
 
b. 1W2 = m p (2 - 1) = 500 . 2 (0,187997 - 0,001093) 
 
 1W2 = 186,90 kJ