TERMODINAMICA Lista de Exercicios 2

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24/10/2016 
 
TERMODINÂMICA 
Prof.: Bernardino Pereira Neto 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS – 2 
 
2.1 - Um reservatório rígido fechado de 100 litros de capacidade sofre um processo de aquecimento. Inicialmente o 
reservatório contém uma mistura saturada líquido-vapor d’água com título de 60% à pressão de 100 kPa. Após o processo de 
aquecimento a água no interior do reservatório atinge o estado de vapor saturado. (a) Esboce o processo em um diagrama P-v 
em relação às linhas de saturação. (b) Determine a temperatura do sistema no início do processo. (c) Determine a temperatura 
do sistema no final do processo. (d) Determine a massa de água no interior do reservatório. (e) Calcule o calor transferido 
durante o processo. 
 
2.2 - Um reservatório rígido fechado de 50 litros de capacidade sofre um processo de resfriamento. Inicialmente o 
reservatório contém vapor d’água saturado a 400 kPa. Sabe-se que após o processo de resfriamento a pressão no interior do 
reservatório cai para 200 kPa. (a) Esboce o processo em um diagrama P-v em relação às linhas de saturação. (b) Determine a 
temperatura do sistema no início do processo. (c) Determine a temperatura do sistema no final do processo. (d) Determine a 
massa de água no interior do reservatório. (e) Calcule o calor transferido durante o processo. 
Resp.: 143,61 oC; 120,21 oC; 0,108127 kg; 93,474 kJ. 
 
2.3 - Um conjunto cilindro-pistão vertical sem atrito contém 100 g de vapor d’água saturado a 200 kPa. O pistão é livre 
para se mover lentamente no interior do cilindro de forma que a pressão no seu interior é mantida constante durante qualquer 
processo que o sistema venha a sofrer. Aquece-se o sistema até que sua temperatura atinja 250 
o
C. (a) Esboce o processo em 
um diagrama P-v em relação às linhas de saturação. (b) Determine a temperatura inicial. (c) Calcule o trabalho realizado 
durante o processo. (d) Calcule o calor transferido durante o processo. 
 
2.4 - Um conjunto cilindro-pistão vertical sem atrito contendo 50 g de amônia, inicialmente a 2,50 bar e 5 
o
C, é resfriado 
em um processo lento até atingir o estado de vapor saturado. O pistão é livre para se mover no interior do cilindro durante o 
processo. (a) Esboce o processo em um diagrama P-v em relação às linhas de saturação. (b) Determine a temperatura final 
do sistema. (c) Calcule o trabalho realizado durante o processo. (d) Calcule o calor transferido durante o processo. 
Resp.: - 13,67 oC; - 0,522875 kJ; - 2,2439 kJ. 
 
2.5 - Uma massa de 50 g de amônia contida no interior de um dispositivo cilindro-pistão vertical é submetida a dois 
processos em série. No primeiro processo a amônia é resfriada em um processo lento, à pressão constante (processo 
isobárico), de 8 bar e 80 
o
C até o estado de vapor saturado. Em um segundo processo a amônia é resfriada, a volume 
constante (processo isométrico) até atingir a pressão de 2,5 bar. (a) Esboce o processo global em um diagrama P-v em relação 
às linhas de saturação. (b) Determine a temperatura final da amônia. (c) Determine o título da amônia em seu estado final. 
(d) Calcule o trabalho realizado no processo global. (e) Calcule o calor transferido para o processo global. 
 
2.6 - Um dispositivo cilindro-pistão sem atrito contém 20 g de ar a 100 kPa e 300 K. O ar é comprimido lentamente em 
um processo em que PV = C, onde C é uma constante, até que sua pressão atinja 400 kPa. Considere o ar um gás ideal. (a) 
Esboce o processo em um diagrama P – V. (b) Calcule o trabalho realizado durante o processo. (c) Calcule o calor 
transferido durante o processo. Resp.: - 2,3872 kJ; - 2,3872 kJ. 
 
2.7 - Uma massa 25 g de ar a 100 kPa e 290 K está contida em um dispositivo cilindro-pistão sem atrito. O ar é 
comprimido em um processo isotérmico lento até que a pressão no interior do cilindro atinja 500 kPa. Considere o ar um gás 
ideal. (a) Esboce o processo em um diagrama P – V. (b) Calcule o trabalho realizado durante o processo. (c) Calcule o calor 
transferido durante o processo. 
 
2.8 - Um dispositivo cilindro-pistão sem atrito contém 0,05 kg de ar a 100 kPa e 300 K. O ar é comprimido lentamente 
em um processo em que PV 
1,25
 = C, onde C é uma constante até que sua temperatura atinja 450 K. Considere o ar um gás 
ideal. (a) Esboce o processo em um diagrama P – V. (b) Calcule o trabalho realizado durante o processo. (c) Calcule o calor 
transferido durante o processo. Resp.: - 8,61 kJ; - 3,1825 kJ. 
 
2.9 - Um dispositivo cilindro-pistão sem atrito contém 100 g de amônia a 200 kPa e – 10 oC. O sistema sofre um processo 
politrópico lento de compressão no qual a relação pressão-volume específico é dada por Pv 
1,20
 = C, onde C é uma constante, 
até atingir a pressão de 9 bar. (a) Esboce o processo em um diagrama P-v em relação às linhas de saturação. (b) Calcule o 
trabalho realizado durante o processo. (c) Calcule o calor transferido durante o processo. 
 
2.10 - Um dispositivo cilindro-pistão contém 200 g de Refrigerante-134a a 900 kPa e 80 
o
C. O sistema sofre um processo 
politrópico lento de expansão no qual a relação pressão-volume específico é dada por Pv 
1,15
 = C, onde C é uma constante, 
até atingir a pressão de 400 kPa. (a) Esboce o processo em um diagrama P-v em relação às linhas de saturação. (b) Calcule o 
trabalho realizado durante o processo. (c) Calcule o calor transferido durante o processo. Resp.: 3,4483 kJ; - 3,2897 kJ.