Lista de Exercícios de Termodinâmica

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Lista de Exercícios de Termodinâmica 
Prof ME: Vicente Junior 
 
1) Uma massa de 10 Kg passa por um processo durante o qual há transferência 
de calor da massa a uma taxa de 5KJ por Kg, e uma decréscimo de 50 m 
relativo a altura e um aumento na velocidade de 15 m/s para 30 m/s. A 
energia interna especifica diminui na ordem de 5 KJ/Kg. Seguindo esse 
contexto calcule o trabalho para o processo. 
 
2) 5 Kg de vapor contido em um conjunto cilindro-pistão passam por uma 
expansão de um estado 1, onde a energia interna específica é u1= 2709,9 
KJ/Kg até um estado 2, onde u2=2659,6 KJ/Kg. Durante o processo, há 
transferência de calor para vapor de 80 KJ. Os 5 kg de massa de vapor estão 
contidos em um reservatório, no qual está locado um agitador que transfere 
energia em forma de trabalho de 18,5 KJ. Seguindo esse contexto cálculo o 
trabalho do pistão. 
 
3) A tabela a seguir fornece dados medidos para pressão no domínio do volume 
durante a expansão dos gases no cilindro de um motor de combustão interna. 
Utilizando os dados da tabela, responda: 
 
a) Determine um valor de n tal que os dados sejam ajustados para uma 
equação do tipo p.vn =constante. 
b) Calcule analiticamente o trabalho realizado pelos gases, em KJ 
c) Utilizando Integração gráfica ou numérica dos dados, calcule o trabalho 
realizado pelos gases, em KJ 
d) Compare os diferentes métodos para a estimativa do trabalho utilizado 
nos itens b e c 
 
 
4) A superfície externa de uma grelha (Fig.abaixo) está a 47ºC e sua 
emissividade corresponde a 0,93. O coeficiente de transferência de calor por 
convecção entre a grelha e a vizinhança é de 10W/m²K. Determine a taxa 
líquida de transferência de calor entre a grelha e a vizinhança por convecção 
e por radiação, em KW/m². 
 
 
 
 
5) Um motor elétrico consome uma corrente de 10 A com uma tensão de 110V. 
O eixo de saída desenvolve um torque de 10,2 N.m e um velocidade rotacional 
de 1000 rpm. Para a operação em regime permanente, determine para o 
motor em, em KW 
a) A potência elétrica requerida 
b) A potência dissolvida pelo eixo de saída 
c) A taxa de transferência de calor 
 
 
 
6) A figura abaixo elucida um ciclo de potência efetuada por um gás em um 
conjunto cilindro-pistão. Para o processo 1-2, U2-U1 = 15KJ. Para o processo 
3-1, Q3-1= 10KJ. Negligenciando os termos de energia cinética e potência 
determine: 
a) O trabalho para cada processo, em KJ 
b) A transferência de calor para os processos 1-2 e 2-3, ambos em KJ 
c) Calcule a eficiência térmica do ciclo 
 
 
 
7) Para um ciclo de potência operando como na figura abaixo, o Wciclo= 844KJ 
e Qsaída= 1899,1 KJ. Calcule a eficiência térmica do ciclo 
 
 
 
 
 
 
 
8) Um conjunto cilindro-pistão contém 0,5Kg de ar a 500KPa e 500K. O ar 
expande em um processo tal que a pressão decresce linearmente com o 
volume até um estado a 300K. Seguindo esse contexto determine o trabalho 
no processo ( Admita modelo de gás ideal). Pressão Final do sistema é de 
100KPa. Mar= 28,97 g/mol 
9) Um conjunto cilindro-pistão contém 3Kg de ar a 20ºC e 300 KPa. O conjunto 
é aquecido em um processo a pressão constante até 600K. Seguindo esse 
contexto determine o trabalho nesse processo . 
10) Um conjunto cilindro-pistão 0,1 Kg de ar a 100Kpa e 400K que passa por um 
processo de compressão, com n = 1,3 até uma pressão de 300KPa. Determine 
o trabalho realizado pelo ar.