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TERMODINÂMICA 
 
 LISTA DE EXERCICIOS PARA SER ENTREGUE , IMPRETERÍVELMENTE NO 
DIA DA B1 
 
NOME: CURSO: 
 
 
1.Considere um cilindro de volume interno igual a 0,14 m³, contendo 10 kg de refrigerante R-134a. 
O cilindro é usado para fins de reposição de refrigerante em sistemas de refrigeração. Em um 
dado dia a temperatura ambiente é de 26 ºC. Admita que o refrigerante dentro do cilindro está em 
equilíbrio térmico com o meio ambiente.Sabendo –se que o titulo é de 20% . 
Determine: 
a) a massa de refrigerante no estado líquido 
b) a massa no estado vapor no interior do cilindro. 
c) O volume ocupado pelo vapor 
d) O volume ocupado pelo liquido 
da tabela de propriedades saturadas para o refrigerante R-134a obtém-se os valores do volume 
específico do líquido e do vapor para a temperatura de saturação de 26ºC, que valem: vel = 
0,0008 m³/kg vev = 0,03 m³/kg 
 
2. Uma mistura de liquido e vapor de água ocupa um volume de 20 litros e tem massa total igual a 
2 KG. Sabe-se que o título da mistura é de 20 % e que o volume específico da fase líquida é vL = 
0,001 m³/kg. Pede-se para: 
a) Calcular o volume específico da mistura 
b) Calcular as massas de líquido e de vapor da mistura 
c) Calcular o volume ocupado pelo liquido 
d) Calcular o volume total ocupado pelo vapor. 
 
3. Um tanque metálico contém 20 kg de uma mistura de líquido e vapor de água. Sabe-se que o 
título da mistura é de 20 %. Pede-se: 
a) Calcular a massa do vapor e do liquido 
b) Sendo o volume específico da água no estado líquido veL = 0,001 m³/kg e o volume total do 
tanque 2 m3 . Calcular o volume ocupado pelo vapor e o volume específico da mistura. 
 
4.Calcular a variação de entropia do vapor que passa por uma turbina e o rendimento , de uma 
maquina térmica operando em regime permanente, recebe 50000 Kcal de uma fonte quente cuja 
temperatura é de 45,4°C e produz uma potencia de 24 HP. 
 
5. Um tanque rígido fechado com 0,2 m3 contêm água a pressão inicial de 5 bar e título de 50%. 
Calor é transferido até que o tanque tenha somente vapor saturado. Determine a massa liquida e 
a massa vapor no tanque [kg] . Dados Vem = 0,015124 m3 /kg 
 
 
 
6.Um sistema termodinâmico é uma quantidade arbitrária de matéria, onde as propriedades são 
descritas unicamente e de forma completa, especificando certos parâmetros macroscópicos, 
como temperatura, pressão e volume. Defina e dê exemplos dos três sistemas termodinâmicos. 
 
7. A Substância pura é aquela cuja composição química é uniforme e invariável. Uma substância pura 
pode existir em mais de uma fase, mas sua composição química deve ser a mesma em cada fase. 
Nesse contexto, avalie as afirmações que se seguem: 
I - As substâncias puras podem ser simples, que são formadas pela combinação de átomos de 
um único elemento químico. 
II - A água independente do seu estado é uma substancia pura simples. 
III - As substancias compostas, são formadas por mais de um elemento químico. 
Assinale a alternativa correta. 
a. Todas as afirmações estão corretas. 
b.Apenas as afirmações I e III estão corretas. 
c. Apenas as afirmações I e II estão corretas. 
d. Apenas a afirmação II está correta. 
e. Apenas a afirmação III está correta 
 
8.As fases ou estados físicos da matéria são três: sólido, líquido e gasoso. Sendo que a pressão e 
a temperatura influenciam no estado físico em que uma substancia se encontra e, ao receber ou 
perder calor, ocorre a mudança de estado físico. 
 
Julgue os itens abaixo. 
 
( ) Vaporização é a mudança de fase de gasoso para liquido. 
( ) A geada ocorre através do processo de condensação, que é a mudança de fase liquida para 
gasosa. 
( ) Gelo seco se dá pelo processo de sublimação, que é a mudança da fase sólida para gasosa. 
( ) Fusão é a mudança de fase sólida para líquida. 
 
Assinale a alternativa com a sequencia correta, referente as afirmações dadas. 
 
a. F - V - V – F b. F - F - V – F c. F - F - V – V d. V - V - F – F e. V - V - V – V 
 
9.O calor específico de uma substância não é a única propriedade física cuja determinação 
experimental requer a medida de uma quantidade de calor. Condutividade térmica, calores de 
fusão, vaporização, combustão, solução e reação são exemplos dessas propriedades, chamadas 
propriedades térmicas da matéria. 
 
 Com relação ao calor específico, complete as lacunas da sentença a seguir: 
 
 
 
 Calor específico, também chamado de “capacidade calorífica” ou de “capacidade térmica”, é uma 
grandeza ____________ e é definido como a quantidade de calor necessária para ____________ 
a temperatura de uma unidade de ____________ da substância em um grau. A unidade no 
Sistema Internacional (SI) é ____________. 
 
Agora, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto. 
 
a. Intensiva, elevar, volume, cal/g.°C. 
b. Intensiva, reduzir, volume, cal/g.°C. 
c. Extensiva, elevar, massa, J/kg.K. 
d. Extensiva, reduzir, massa, J/kg.K. 
e. Intensiva, elevar, massa, J/kg.K. 
 
10.Um recipiente contém uma mistura saturada de fluido refrigerante R–134a a 30°C. Sabe-se 
que o volume ocupado pela fase líquida é 0,1 m3 e que o volume ocupado pela fase vapor é 0,9 
m3. A tabela abaixo apresenta os valores da propriedades termodinâmicas, para líquido e vapor, 
da substância pura em questão. 
 
Tabela 1. Propriedades termodinâmicas do Gás refrigerante R-134a. 
 
 
 
Com base nessas informações, o título da mistura contida no recipiente é de: 
 
Escolha uma: 
a. 18,7 %. b. 22, 6%. c. 11,8 %. d. 10,2 %. e. 14,7 %. 
 
11. A temperatura absoluta (T), a pressão (P) e o volume (V) são as denominadas variáveis de 
estado de um gás ideal. Qualquer equação que englobe as três variáveis constitui uma equação 
de estado do gás. As chamadas “condições normais de temperatura e pressão” (CNTP) 
correspondem ao estado de um gás, caracterizado por: 
 
P = 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg (milímetros de mercúrio) e T = 273 K (0°C). 
 
A equação de estado para o gás perfeito ou ideal é a denominada equação de Clapeyron, dada 
por: P⋅V=n⋅R⋅T 
 
 
 
 Nessa equação, n representa o número de moIs do gás, que corresponde à relação entre a 
massa m do gás (expressa em gramas) e a massa molar M: n = m/M. 
 
R = 0,082 atm.l/mol.K; R = 8,31 J/mol.K ; R = 2,0 cal/mol.K. 
 
 Analise as seguintes considerações: 
 
 I. Um gás perfeito é aquele para o qual a equação PV = nRT se apresenta precisa em todas as 
pressões e temperaturas. 
II. O gás perfeito é um modelo real que representa bem o comportamento de gases em certas 
circunstâncias e não tão bem em outras. 
III. O comportamento dos gases aproxima-se do modelo de gás perfeito a baixas pressões, 
quando as moléculas do gás estão longe uma das outras. 
IV. Para os gases perfeitos, a constante universal dos gases é constante, mas no caso de gases 
reais, ela varia à medida que a temperatura diminui. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
a. Apenas as alternativas I, II e III estão corretas. 
b. Apenas a alternativa II e III estão corretas. 
c.Apenas a alternativa I, III e IV estão corretas. 
d. Apenas a alternativa I e II estão corretas. 
e. Apenas a alternativa I e III estão corretas. 
 
12. O gás perfeito é um modelo idealizado que representa bem o comportamento dos gases em 
certas circunstâncias e não tão bem em outras. Os desvios não são muito grandes no caso de 
pressões moderadas e temperaturas não muito próximas daquela em que o gás se liquefaz. 
 
Com relação aos gases perfeitos, complete as lacunas da sentença a seguir: 
 
Os desvios do comportamento do gás perfeito obedecem à equação PV = nRT, onde a razão 
PV/nT é lançada em gráfico em função de P e em várias temperaturas. No caso de um gás 
perfeito, esta razão é ____________, mas no caso de gases reais, ela varia cada vez mais, à 
medida que a temperatura ____________.Para temperaturas suficientemente ____________ e 
pressões suficientemente ____________, esta razão aproxima-se do valor R do gás perfeito. 
 
Agora, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto. 
 
a. Constante, diminui, baixas, altas. 
b. Constante, aumenta, altas, baixas. 
c. Variável, aumenta, altas, baixas. 
d. Constante, diminui, altas, baixas. 
 
 
e. Variável, diminui, altas, baixas. 
 
13.Um recipiente de 1,0 L contém 10,0 g de metano (CH4) a 25°C. A massa molecular do metano 
é 16,0, a constante universal dos gases R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1 e as constantes de Van der 
Waals para diversos gases estão listadas na tabela abaixo. 
 
 Tabela 1. Constantes de Van der Waals. 
Gás α (L2.atm.mol-2) b (L.mol-1) 
H2 0,244 0,0266 
He 0,034 0,0237 
N2 1,39 0,0391 
O2 1,36 0,0318 
CO2 3,59 0,0427 
CH4 2,25 0,0428 
NH3 4,17 0,0371 
 
 
Com base nessas informações, a pressão em atmosferas exercida neste recipiente, utilizando a 
lei do gás ideal e a equação de Van der Waals P = nRT - n2 α , respectivamente é: 
 V- nb V2 
 
a. 15,3 e 14,8. b. 12,8 e 7,26. c. 15,3 e 9,28. d. 12,8 e 14,8. e. 18,3 e 6,23. 
 
14.Para a grande maioria das aplicações de nosso interesse, o comportamento da pressão 
interna do sistema em função do volume específico pode ser expresso por uma relação como: 
 
P1V1
n = P2V2
n = PVn Constante 
 
Onde o expoente “n” pode variar de - ∞ a + ∞, dependendo do tipo de processo. 
 
Com base nessas informações, pode-se afirmar que o processo que apresenta uma relação 
funcional especial entre P e V é chamado de: 
 
a.processo de fluxo. b.processo reversível. c. processo cíclico. d.processo politrópico. 
e.processo irreversível.. 
 
15. Suponha que 3 kg de vapor d'água contido no interior de um conjunto cilindro-pistão esteja 
em repouso, com pressão de 400 kPa e T = 200°C (u1 = 2646,8 kJ/kg). O sistema sofre uma 
expansão e a pressão diminui para 300 kPa e a temperatura é reduzida para 150°C (u2 = 2570,8 
 
 
kJ/kg). Durante o processo de expansão, 60 kJ de calor é transferida para o vapor. Um misturador 
é introduzido no interior do conjunto para homogeneizar o vapor, o qual transfere 14 kJ de energia 
para o sistema. 
A quantidade de trabalho transferido para o sistema durante o processo de expansão é de: 
 
a. 185,0 kJ. b. 225,0 kJ. c. 302,0 kJ. d. 100,0 kJ. e. 282,0 kJ. 
 
16. Um determinado cilindro provido de pistão contém, inicialmente, 0,6 m3 de amônia (NH3) a 0,5 
MPa e 125°C. O conjunto é comprimido e o gás contido no final do processo de compressão 
passa a obedecer a relação PV 1,3 = constante. 
 
Admitindo que a temperatura final seja igual a 210°C, o trabalho realizado durante esse processo 
é de: a. 152,4 kN.m. b. 285,4 kN.m. c. 252,0 kN.m. d. 212,5 kN.m. e. 101,2 kN.m. 
 
 
17. Ciclo padrão de ar Otto: 
 
 
A Tabela apresenta as propriedades termodinâmicas da sequência de estados termodinâmicos 
encontrados durante a operação do ciclo de ar padrão de Otto. 
 
Estado 
U P T v 
(kJ/kg) (kPa) (K) (cm3) 
1 215 98 300 560 
2 491 1759,1 673 70 
3 1679 5223,4 2000 70 
4 796 341,04 796 560 
Baseado nas informações fornecidas na Tabela 1 assinale a alternativa correta que representa o 
calor fornecido ao sistema (Qe) e a potência líquida (W) gerada pelo ciclo usando como base de 
cálculo 1 kg de ar padrão. Assuma que os processos que conduzem o sistema do estado (1) ao 
estado (2) e do estado (3) ao estado (4) são processos adiabáticos. 
 
a. Qe = 1769 kJ/ W = 1159 kJ. 
b. Qe = 1188 kJ/ W = 607 kJ. 
c. Qe = 1188 kJ/ W = 883 kJ. 
d. Qe = 607 kJ/ W = 607 kJ. 
 
 
e. Qe = 607 kJ/ W = 883 kJ. 
 
18. Autoclaves são equipamentos que na área hospitalar são utilizados para a esterilização de 
materiais em processos cirúrgicos utilizando calor e pressão. Considere a operação de um 
autoclave elétrico de 15 litros de volume que incialmente é carregado com 1 kg de água a 
temperatura ambiente (Tamb = 25 oC). O autoclave é fechado e antes de iniciar sua operação e o 
ar é removido para criar um vácuo no interior do equipamento reduzindo a pressão para 
aproximadamente 3 kPa. Ao final da operação dentro da câmara do autoclave é obtido vapor 
saturado com uma pressão de 200 kPa. Considere que as perdas de calor entre o equipamento e 
ambiente são desprezíveis. 
 
Baseado nas informações e assumindo que a água ao início do processo pode ser considerada 
como líquido saturado a temperatura ambiente, a energia consumida pelo equipamento é 
 
a. 1953,4 kJ. b. 230,8 kJ. c. 104,8 kJ. d. 2529 kJ. e. 2424,2 kJ.