Shapiro_Exercicios_Cap_3_Parte_I

Prévia do material em texto

1 
 
Termodinâmica A – Lista de Exercícios 3 
Lista de Exercícios do capítulo 3 do Livro-texto: Moran, M. J., Shapiro, H. N., 
Princípios de Termodinâmica para Engenharia, 6ª Edição, Editora LTC, Rio de 
Janeiro/RJ, 2009. 
 
Problema 3.6 
Determine a fase ou as fases de um sistema que consiste em H2O nas seguintes 
condições e esboce os diagramas p-v e T-v mostrando a localização de cada estado. 
(a) p = 5bar, T = 151,9°C 
(b) p = 5bar, T = 200°C 
(c) T = 200°C, p = 2,5MPa 
(d) T = 160°C, p = 4,8 bar 
(e) T = -12°C, p = 1 bar 
 
Problema 3.7 
A tabela a seguir lista as temperaturas e os volumes específicos do vapor d’água em 
duas pressões: 
 
p = 1,0 MPa p = 1,5 MPa 
T (°C) v (m3/kg) T (°C) v (m3/kg) 
200 0,2060 200 0,1325 
240 0,2275 240 0,1483 
280 0,2480 280 0,1627 
 
Os dados encontrados durante a resolução de problemas frequentemente não 
coincidem com os valores fornecidos pelas tabelas de propriedades, sendo 
necessária uma interpolação linear entre as entradas adjacentes na tabela. 
Utilizando os dados fornecidos, estime 
(a) o volume específico a T = 240°C, p = 1,25 MPa, em m3/kg; 
(b) a temperatura a p = 1,5 MPa, v = 0,1555m3/kg, em °C; 
(c) o volume específico a T = 220°C, p = 1,4MPa, em m3/kg; 
 
Problema 3.10 
Para H2O, determine a propriedade especificada no estado indicado. Localize o 
estado em um esboço do diagrama T-v. 
(a) p = 300kPa, v = 0,5m3/kg. Determine T, em °C; 
(b) p = 28 MPa, T = 200°C. Determine v, em m3/kg; 
(c) p = 1MPa, T = 405°C. Determine v, em m3/kg; 
(d) T = 100°C, x = 60%. Determine v, em m3/kg; 
 
Problema 3.14 
Determine o volume, em ft3, ocupado por 2lb de H2O a uma pressão de 1000lbf/in2 
e 
(a) a temperatura de 600°F 
(b) o título de 80% 
(c) a temperatura de 200°F 
 
 
2 
 
Problema 3.17 
Determine o título de uma mistura bifásica líquido-vapor de 
(a) H2O a 20°C com um volume específico de 20m3/kg; 
(b) Refrigerante R134a a 60°C com um volume específico de 0,001m3/kg 
 
Problema 3.19 
Uma mistura bifásica líquido-vapor de amônia a 100°F tem um volume específico de 
1ft3/lb. Determine o título de uma mistura bifásica líquido-vapor a 0°F com o 
mesmo volume específico. 
 
Problema 3.20 
Uma mistura bifásica líquido-vapor de uma substância possui uma pressão de 
150bar e ocupa um volume de 0,2m3. As massas de líquido e vapor saturados 
presentes são 3,8kg e 4,2kg, respectivamente. Determine o volume específico da 
mistura em m3/kg. 
 
Problema 3.24 
Um tanque rígido fechado com 0,2m3 contém água a uma pressão inicial de 5bar e 
um título de 50%. Calor é transferido até que o tanque contenha somente vapor 
saturado. Determine a massa final de vapor no tanque, em kg, e a pressão final, em 
bar. 
 
Problema 3.26 
Dois mil quilogramas de água, inicialmente líquido saturado a 150°C, são aquecidos 
em um tanque rígido fechado até um estado final em que a pressão é 2,5MPa. 
Determine a temperatura final, em °C, o volume do tanque, em m3, e esboce o 
processo em diagramas T-v e p-v. 
 
Problema 3.28 
Vapor d’água é aquecido em um tanque rígido fechado de vapor saturado a 160°C a 
uma temperatura final de 400°C. Determine as pressões inicial e final, em bar, e 
esboce o processo em diagramas T-v e p-v. 
 
Problema 3.35 
Vapor d’água inicialmente a 10bar e 400°C está contido no interior de um conjunto 
cilindro-pistão. A água é resfriada a volume constante até que sua temperatura 
atinja 150°C. A água é então condensada isotermicamente até o estado de líquido 
saturado. Considerando a água como sistema, avalie o trabalho, em kJ/kg.