LISTA VC-REV GQ2

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FACULDADE DE ENGENHARIA SOUZA MARQUES 
TERMODINÂMICA II 
 
1ª LEI DA TERMODINÂMICA PARA VOLUME DE CONTROLE 
LISTA DE EXERCÍCIOS – REVISÃO PARA GQ2 02/11/2013 
PROFª ROSA MARIA NIELSEN 
01. O vapor d’água entra em um bocal que opera em regime permanente com p1 = 40 bar, 
T1 = 400ºC e a uma velocidade de 10 m/s. O vapor escoa através do bocal sem 
transferência de calor e sem nenhuma variação significativa de energia potencial. Na 
saída, p2 = 15 bar e a velocidade é de 665 m/s. A vazão mássica do vapor é de 2 kg/s. 
Determine a área de saída do bocal em m². 
 
02. O vapor d’água entra em uma turbina operando em regime permanente com um fluxo 
de massa de 4600 kg/h. A turbina desenvolve uma potência de 1 MW. Na entrada, a 
pressão é 60 bar, a temperatura é 400ºC e a velocidade é 10 m/s. Na saída, a pressão é 
0,1 bar, o título é 90% e a velocidade é 50 m/s. Desprezando a variação de energia 
potencial entre a entrada e a saída e considerando que a turbina não é adiabática, 
calcule, em kW, a taxa de transferência de calor entre a turbina e as vizinhanças. 
 
03. Um aquecedor de água operando em regime permanente possui duas entradas e uma 
saída. Na entrada 1, o vapor d’água entra a p1 = 7 bar, T1 = 200ºC com uma vazão 
mássica de 40 kg/s. Na entrada 2, água líquida a p2 = 7 bar, T2 = 40ºC entra através de 
uma área A2 = 25 cm². Líquido saturado a 7 bar sai em 3 com uma vazão volumétrica de 
0,06 m³/s. Determine: a vazão mássica na entrada 2 e na saída, em kg/s, e a velocidade 
na entrada 2, em m/s. 
 
04. A figura mostra o esquema de uma pequena turbina a vapor d’água que produz uma 
potência de 110 kW operando em carga parcial. Nesta condição, a vazão de vapor é 900 
kg/h, a pressão e a temperatura na seção 1 são, respectivamente, iguais a 1,4 MPa e 
250ºC. Admitindo-se a turbina adiabática, as variações de energia cinética e potencial 
desprezíveis e a pressão de saída da turbina igual a 10 kPa determine, se aplicável, o 
título ou a temperatura na seção de saída (2). 
 
 1 (VAPOR) 
 
 ▪ 
 TURBINA W 
 
 
 
 2 SAÍDA 
 
 
 
 
05. Uma turbina a vapor d’água é alimentada com vapor proveniente de duas caldeiras. 
Uma caldeira gera vapor a 3 MPa e 700ºC e a vazão encaminhada a turbina é de 5 kg/s. 
A outra caldeira gera vapor a 800 kPa e 500ºC e a vazão de alimentação na turbina é 
igual a 15 kg/s. A turbina descarrega o vapor a 10 kPa e com título igual a 96%. 
Admitindo que a turbina seja adiabática, determine a potência fornecida pela turbina. 
06. Uma turbina é alimentada com 2 kg/s de vapor a 1 MPa e 350ºC. O vapor é 
descarregado da turbina como vapor saturado a 100 kPa. Sabendo que a velocidade na 
seção de alimentação da turbina é igual a 15 m/s e que a velocidade na seção de 
descarga é pequena, determine (a) o trabalho específico e (b) a potência gerada pela 
turbina. 
07. Um trocador de calor é utilizado para resfriar ar, a pressão constante e igual a 1 MPa, 
de 800 K a 360 K. A água de resfriamento entra no equipamento a 15 ºC e 0,1 MPa. Se a 
água deixa o trocador como vapor saturado, calcule a relação entre as vazões de água e 
ar. 
 
08. Uma caldeira é alimentada com 5000 kg/h de água líquida a 5 MPa e 20ºC e 
descarrega o vapor d’água a 450ºC e 4,5 MPa. Determine as seções de escoamento na 
alimentação e descarga da caldeira de modo que as velocidades dos escoamentos sejam 
menores do que 20 m/s. 
09. A figura abaixo mostra o esquema de um difusor isolado que é alimentado com um 
escoamento de ar que apresenta velocidade de 200 m/s, T = 300 K e p = 100 kPa. As 
áreas das seções transversais de alimentação e descarga são, respectivamente, iguais a 
100 e 860 mm2. Sabendo-se que o ar deixa o difusor com uma velocidade de 20 m/s, 
determine a pressão e a temperatura do ar na seção de descarga do equipamento.