Química ambiental e fundamentos da termodinâmica - POLI-USP-Eng. Ambiental - Lista 1

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PQI 2322 – Tópicos de Química para Engenharia Ambiental II 
PQI 3222 – Química Ambiental e Fundamentos de Termodinâmica 
Escola Politecnica da Universidadede São Paulo 
Engenharia Ambiental 
2o. Semestre 2015 
Profa. Dra. Rita Maria de Brito Alves 
 
Lista de Exercicios 1 
 
1‐ Um tanque de volume 2m3 contém 0,5m3 de de água líquida a 5 bar. 
O volume remanescente é ocupado por vapor d’agua. 
a) Qual é a qualidade da mistura no tanque? 
b) Qual é a massa total (kg) de água presente? 
Resp: a) x=0,87% b) 461kg 
 
2- Para qual temperatura e pressão deve o sistema do problema anterior ser alterado de 
modo que a mistura tenha 50% de qualidade? 
 
3‐ Um tanque contém 100 kg de água líquida e 5kg de vapor d’agua em condições de 
saturação a 20oC. Se o volume específico do vapor saturado, nesta temperatura, é 57,78 
m3/kg, calcule: 
a) O volume (m3) do tanque, 
b) A qualidade da mistura 
Resp: a) 289m3; b)x=4,8% 
 
4 – Qual é a capacidade calorífica à pressão constante (kJ/(kgoC)) de vapor a 1 bar e 450 
K. Use as tabelas de vapor. 
Resp: Cp=1,975kJ/kg.K 
 
5‐ Um vaso, com volume interno de 0,05m3, contém ar a 25oC e 2 bar. Ar nestas 
condições pode ser considerado como gás ideal. 
a) Se o vaso é resfriado a ‐5oC, qual a pressão do ar no vaso? 
b) Que quantidade de ar (kg) é necessário adicionar ao tanque para que a pressão 
retorne a condição inicial? Assuma que ar é adicionado também a ‐5oC 
Resp: P2=1,80bar; m=0,013kg 
 
6‐ Uma sala, de volume 1000 m3, contem ar a 1 bar e 300K. Na sala, há um balão que 
contem ar também a 300K. De repente o balão se rompe; antes que qualquer ar escape 
através das portas ou janelas, a pressão na sala torna‐se 1,3 bar, mas a temperatura é 
mantida constante. Se o volume do balão era 50m3, calcule: 
a) A massa (kg) do ar originalmente na sala (fora do balão); 
b) A pressão inicial (bar) do ar no balão; 
c) A massa final (kg) do ar na sala. 
Resp: a) m=1103,4kg; b) P=7 bar; c) m=1509,9kg 
 
7- Estime o volume específico em cm3/g para CO2 a 310 K e a) 8 bars; b) 75 bars, 
utilizando 
I) Teoria dos estados correspondentes de 2 parâmetros 
II) Teoria dos estados correspondentes de 3 parâmetros 
III) Equação de van der Waals