Lista complementar 1

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Escola Politécnica da Universidade de São Paulo 
Engenharia Ambiental 
PQI 2322 – Tópicos de Química para Engenharia Ambiental II 
PQI 3222 – Química Ambiental e Fundamentos de Termodinâmica 
Prof. Dr. Rita Maria de Brito Alves 
 
Lista Complementar 1 (para nota) 
Entrega: 17/09, no horário da aula 
Obs.: Pode ser em dupla. 
 
1- Calcule a pressão de vapor d´água a temperatura de 500oC e massa específica de 24kg/m3, 
usando 
a) Equação do gás ideal 
b) Equação de van der Waals 
c) Uma equação generalizada 
d) Tabelas de vapor 
Dados: Tc = 647,1 K Pc = 220,55 bar w=0,345 
 
2- I. 1 kg de vapor de água contido em um dispositivo cilindro/pistão horizontal sem atrito é 
aquecido a pressão constante de 1,013 bar de uma temperatura inicial de 125oC até uma 
temperatura final tal que seu volume dobra. Calcule: a) a quantidade de calor que deve ser 
adicionada para que ocorra este processo, b) a temperatura final do vapor, c) o trabalho 
que o vapor realiza contra sua vizinhança, e d) as variações de energia interna e entalpia 
do vapor para este processo. 
II. Repita os cálculos da parte (I), considerando que o aquecimento ocorre a volume 
constante até uma pressão que é duas vezes a pressão inicial. 
III. Repita os cálculos da parte (I), assumindo que o vapor d´água é um gás ideal com calor 
específico a pressão constante, CP = 34,4 J/(mol K) 
IV. Repita os cálculos da parte (II), assumindo que vapor d´água é um gás ideal com CP = 
34,4 J/(mol K) 
 
3- Um gás ideal passa pela seguinte sequência de processos mecanicamente reversíveis: 
a) De um estado inicial de 70oC e 1 bar, é comprimido adiabaticamente até atingir 150oC. 
b) É, então, resfriado de 150 a 70oC a pressão constante. 
c) Finalmente, é expandido isotermicamente a seu estado original. 
Calcule W, Q, U e H para cada um dos três processos e para o ciclo completo. Considere 
CV= (3/2)R e CP=(5/2)R. Represente os processos em um diagrama PV. 
 
4- Ar atmosférico é comprimido e aquecido, como mostrado na figura, antes de ser 
alimentado a um reator químico. Ar ambiente está a 20oC e 1 bar e é, primeiro comprimido 
a 5 bar e, então é aquecido, a pressão constante até a temperatura de 400oC. Assuma que 
ar pode ser tratado como um único componente e como gás ideal com Cv,id = 21 J/(molK). 
O compressor opera adiabaticamente e reversivelmente. 
a) Determine a quantidade de trabalho que deve ser fornecida ao compressor e a 
temperatura do gás na saída do compressor 
b) Determine a perda de calor no trocador de calor.