PRA - TERMO %282o SEM 2012%29 EM-EPMpra269

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INSTRUÇÕES 
- Avaliação individual; 
- O valor total da avaliação é de 10 pontos, onde cada questão correta vale X (2,5) ponto; 
- Permitido o uso de calculadoras (exceto: palmtops, celulares e similares); 
- Responder de forma legível e organizada; 
- Expressamente proibido o empréstimo de materiais; 
- A interpretação é parte integrante da avaliação; 
- Duração: 120 minutos. Permanência mínima: 30 minutos. 
 
1) Determine o volume específico do vapor superaquecido a 273 oC e pressão de 38 kPa. Utilize os 
dados da tabela abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Num processo químico, utiliza-se vapor de água superaquecido a 5,0 bar e 400 oC, para secagem do 
material a ser processado. O sistema de indicação de nível do reator é feito através da diferença de 
massa específica entre o vapor superaquecido e o líquido saturado formado após a condensação do 
vapor. Determine a variação de entalpia para 300 kg de vapor para um processo isobárico. 
 
 
2012/02 - Tipo da Avaliação –PRA 
Curso:Engenharia Mecânica/Produção Mecânica 
Professor:: 
Disciplina:. Termodinâmica 
Unidade:. Turma:. Período: Sala: 
Nome do Aluno: 
 RA: 
NOTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) Um tanque rígido bem isolado tem vapor d'água saturado a 100
o
C e um volume de 0,1 m
3
. O vapor 
é agitado rapidamente até que a pressão atinja 1,5 bar. 
 
a) Determine a temperatura do estado final. 
b) O trabalho realizado durante o processo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) Vapor entra em uma turbina que opera em Regime Permanente com um fluxo de massa de 5600 
kg/h. A turbina desenvolve uma potência de 950 kW. A pressão na entrada é de 60 bar, temperatura 
de 400 oC e velocidade de 30m/s. Na saída a pressão é de 0,1 bar, o título é de 0,65 (85%) e a 
velocidade igual 80 m/s. Calcular a taxa de transferência de calor entre a turbina e o ambiente em kW. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho 
 
 
2
1
V
V
PdVdW
 
pV C p
C
V
n
n
  
 
n
VpVp
W



1
1122
 
W p V
V
V






1 1
2
1
ln
 
 
Balanço de energia (sistema Fechado) 
 
PK EE U 
= 
WQ 
 
 
vaporliquido
vapor
mm
m
x


 
 
)( fgf vvxvv 
 
 
Balanço de Massa (Sistema Aberto) 
v
AV
m 
.
 
e
..
i
VC mm
dt
dm

 
e
..
i
VC mm
dt
dm
 
 
 

)hh(xhh
hxh)x1(h
 Entalpia
fgf
gf

 

)uu(xuu
uxu)x1(u
 Interna Energia
fgf
gf

 
Balanço de energia (Sistema Aberto) 
 
















 e
2
e
eei
2
ii
...
VC gz
2
V
u m - gz
2
Vi
um W - Q
dt
dE
    iiieee
.
VC
.
VApVApWW 
 
















  e
2
e
ee e
.
i
2
iii
..
VC
.
VC
VC gz
2
V
h m - gz
2
Vi
hm W - Q
dt
dE
 
Calores específicos a volume constante e a pressão constante 
 
Cp
Cv
 Propriedades derivadas da energia interna e da entalpia 
 
 
Cv
u
t
Cp
h
t
K
Cp
Cv
V
P













 
 
 
 
 
 
 
Aproximações para determinar as propriedades dos 
líquidos usando as tabelas de líquido saturado. 
 v t p v t
u t p u t
h t p h t
, ~ ( )
( , ) ~ ( )
( , ) ~ ( )



 
 
Modelo de Substância Incompressível 
 
c T
du
dT
incompressívelv ( ) ( )
 
 
A entalpia varia com a pressão e com a temperatura. 
 
h T P u T Pv
h
T
du
dT
h
T
Cp definição
P
P
( , ) ( )
( )
 


 


 




 
 
Substância incompressível 
 
Cp = Cv = C (incompressível) u u c T dT
h h u u v p p
h h c T dT v p p
T
T
T
T
2 1
2 1 2 1 2 1
2 1 2 1
1
2
1
2
 
    
   


( )
( )
( ) ( )
 
 
Para c= constante, 
 
u2-u1 = c(T2-T1) 
 
h2-h1 = c(T2-T1) + v(p2-p1) 
 
Gases Ideais 
 
PV= nRT 
TRmPV 
 
 
Relações PvT para gases. 
 
Úteis para avaliar sistemas na fase gasosa. 
 
 
Constante Universal dos Gases. 
 
 O Pistão pode se mover para a obtenção de vários 
estados de 
 
v Volume Específico Molar
 
 
Quando P  0, para todas as temperaturas, o limite tende 
a R , independentemente do gás utilizado. 
 
lim
P
Pv
T
R


0
 
 
R = Constante Universal dos Gases