Exercicios de termodinamica propostos
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Exercicios de termodinamica propostos

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Exercícios resolvidos
 
\u25cf Ar está contido em um recipiente rígido, 
adiabático, a 20 oC e 200 kPa. Uma hélice 
inserida no interior realiza 720 kJ de trabalho. 
Se o recipiente tem 2 m3, calcule o aumento da 
entropia assumindo calores específicos 
constantes
 
\u25cf Ar no interior de um cilindro se encontra 
inicialmente a 1200 kPa e 350 oC. O ar é 
expandido para 140 kPa em um processo 
adiabático reversível. Calcule o trabalho 
específico realizado pelo gás assumindo que 
ele possua calor específico constante.
 
\u25cf Ex. 4.1)
\u25cf 1a. Lei: Q \u2013 W=\u2206U; tanque é rígido \u2192 dV=0 \u2192 
W=0
\u25cf Q= \u2206U = mCv\u2206T = 10.0,7165.100=716,5 kJ
\u25cf Taxa de transferência de calor: Q / \u2206t = 
716500/1000 = 716,5 J/s = 716,5 W
 
 
 
 
 
 
 
 
Ex4.18)
\u3b7 bc=
QH
W
=
QH
QH\ufffdQL
=
1
1\ufffd
QL
QH
\u3b7 bc=
1
1\ufffd
T L
T H
=9,484
W=
QH
\u3b7 bc
=1,265kW
21ºC (294K)
W
Qh=12kW
-10ºC (263K)
O trabalho mínimo necessário é aquele do 
ciclo operando reversivelmente.
Causas irreversibilidades: atrito mecânico 
do fluido, expansões no ciclo, diferenças de 
temperaturas, ...
Ex4.22)
\u3b7 bc Carnot=7,575\ue08cW\u226513201
kJ
h
Potência necessária para 
aquecimento elétrico: 
100.000kJ/h
razão elet/min = 7,58
\u3b7 T Carnot=1\ufffd
T L
TH
=0,608
\u3b7 T Carnot=
W
QH
\ue08cQH=
13201
0,608
QH=21711
kJ
h
303K
W=13201 kJ/h
773Kb)
G
Razão gas/central = 4,6
303K
Qh=100.000 kJ/h
263Ka)
W
Ex4.23)
303K
QH
263K
W=2kW
QL
\u3b7 R=
QL
W
=
QL
QH\ufffdQL
\u3b7 R=
1
T H
T L
\ufffd1
=
1
303
263\ufffd1
=6,6
QL=13,15kW
QH=W\ue083QL
QH=15,15kW
Ex4.24)
Q
V=cte.
Adição de calor a volume constante
1ºLei: Q-W=\u2206\u2206\u2206\u2206U onde: [W=0]
\u2206\u2206\u2206\u2206U=CV \u2206\u2206\u2206\u2206T=Q
Energia Interna aumenta (Q>0)
Temperatura aumenta (\u2206\u2206\u2206\u2206U>0)
Pressão aumenta (PV=MRT)[T\u2191\u2191\u2191\u2191]
Entalpia aumenta (H=U+PV)
Entropia:
\u2206S=cV ln \ue09eT 2T 1 \ue09f\ue083kln \ue09e
V 2
V1 \ue09f
\u2206S\ue0850\ue08cT 2\ue085T 1
Troca de calor com
diferença de temperatura
\u2192\u2192\u2192\u2192Processo Irreversível
\u2206\u2206\u2206\u2206Ssist+viz>0
Ex4.27)
300K
10kg
400K
T
s
P
400
\u222b dS=\u222e
\u2202Q
T
\ue083\u222b dI
\u2206Ssist=
\ufffd100
400 =\ufffd0,25
kJ
ºK
\u2206S
viz=
\ue083100
300
=+ 0,33kJ
ºK
\u2206S
univ=\u2206Ssist\ue083\u2206Sviz
\u2206S
univ=\ue09e13\ufffd14 \ue09f=112 =83,33JºK