1__Exame_2008_2009

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Teste de Termodinâmica e Transferência de calor 
 
MIEIG 2008/2009 
 
 
 
Duração 2h 24/10/2008 
v.s.f.f. 
 
 
1º (2.5 Val.) Um automóvel com um peso total de 1500 kg, está equipado com um motor que 
tem uma potência máxima de 75 kW. Determine o tempo necessário para acelerar este veículo 
do repouso até à velocidade de 85 km/h, à potência máxima, numa estrada horizontal. A sua 
resposta é realística? 
 
2º (1.5 Val.) Mostre que para um gás perfeito Cp= Cv+ R. 
 
3º (1.5 Val.) Em 1775 fazia-se gelo removendo o ar de um tanque com água. Como sucede tal 
facto? O isolamento térmico do tanque é importante? 
 
4º (1.5 Val.) Mostre que 1 (m/s)2 =1 J/kg. 
 
5º (4 Val.) Um sistema cilindro-êmbolo com um conjunto de batentes contém 
10 kg do fluido refrigerante R134a. Inicialmente 8 kg do refrigerante está na 
fase líquida e a sua temperatura é de –5ºC. Transfere-se lentamente calor para 
o sistema até o êmbolo encostar nos batentes, ponto ao qual corresponde um 
volume de 400 L. Determine: 
a) A temperatura quando o êmbolo encosta nos batentes. 
b) O trabalho realizado durante o processo de expansão. Represente também o 
processo num diagrama P-v juntamente com as linhas de saturação. 
c) Se o fornecimento de calor continuasse, quando se atingisse a pressão do ponto crítico a 
temperatura correspondente iria ser superior ou inferior à do ponto crítico? Justifique. 
 
6º (3.5 Val.) Uma panela de pressão de 4L tem uma pressão de 
funcionamento de 175 kPa. Inicialmente, no início da ebulição, 
metade do volume está cheio com líquido e a outra metade com 
vapor. Sendo desejável que a panela de pressão não fique sem água 
líquida durante 1 h, determine a taxa (J/s=W) máxima de 
transferência de calor permitida. 
 
 
 
 
7º (2 Val.) O ar numa sala de um hospital de 6 m × 5 m × 4 m vai ser completamente substituído 
pelo sistema de ar condicionado cada 20 min. Se a velocidade média do ar a circular na conduta 
que conduz à sala não deve exceder os 5 m/s, determine o diâmetro mínimo da conduta. 
 
8º (3.5 Val.) Um manómetro de mercúrio (ρ=13600 kg/m3) está ligado a 
uma conduta de ar para medir a pressão no seu interior. A diferença entre 
os níveis do manómetro é de 15 mm e a pressão atmosférica é de 100 kPa. 
(a) A julgar pela figura determine se a pressão na conduta está acima ou 
abaixo da pressão atmosférica. (b) Determine a pressão relativa dentro da conduta. (c) De que 
forma a temperatura ambiente pode afectar os cálculos realizados anteriormente? (d) Determine 
a massa volúmica do ar dentro da conduta se a temperatura nesse local for de 45ºC. 
 
9º (2.5 Val.) Um dispositivo cilindro-pistão contém o gás hélio inicialmente a 150kPa, 20 ºC e 
0.5 m3. O hélio é em seguida comprimido segundo um processo politrópico (PVn=constante) até 
400 kPa e 140 ºC. Determine o calor perdido ou ganho durante o processo.