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1º Lista de exercícios de Máquinas Térmicas
1) O diagrama PV da figura abaixo mostra uma série de processos 
termodinâmicos.
No processo ab, 150 J de calor são fornecidos ao sistema, e no processo bd, 
600 J de
calor são fornecidos ao sistema. Calcule a) a variação da energia interna no 
processo ab, abd e acd. Resp: Uint;ab = 150J; Uint;abd = 510J; Uint;acd = 600J
 
 2) Um conjunto cilindro–pistão contém 1 [ kg ] de água. Inicialmente, a 
temperatura e o volume interno do conjunto são iguais a 20[°C ] e 0,1 
[ m³ ]. O pistão é, então, travado e transfere–se calor à água até que o 
estado de vapor saturado seja atingido. Determine (a) a 
temperatura da água no estado final e (b) o calor transferido no processo. 
Resp: T= 485,6K; Q=153,96 kJ
3) Quatro quilogramas de um certo gás estão contidos em um conjunto 
cilindro–pistão. O gás
sofre um processo para o qual a relação entre pressão e volume é p ⋅∀1,5 = 
constante . A pressão inicial é de 3 [ bar ], o volume inicial é de 
0,1 [ m3 ] e o volume final é de 0,2 [ m3 ]. A variação da energia 
interna específica do gás no processo é u2 – u1 = –4,6 [ kJ / kg ]. Não há
variação significativa de energia cinética ou potencial. Determine a 
transferência de calor líquida para o processo, em [ kJ ]. Resp: Q= -597,95J = 0,6kJ
4) 4.1 Um gás ideal realiza um ciclo de Carnot. A expansão isotérmica ocorre a 
250°C e a compressão isotérmica ocorre a 55°C. O gás absorve 1250 J de calor do 
reservatório quente durante a expansão isotérmica. Encontre:
 (a) o calor rejeitado para o reservatório frio em cada ciclo;
 (b)o trabalho líquido feito pelo gás em cada ciclo. Resp: Q f = 783,7J; W= 466,3J
4.2Uma máquina térmica de Carnot recebe de uma fonte quente 6200cal por
ciclo. Sendo as temperaturas das fontes quente e fria, 340 °C e 510 
°C, determinar:
 a) o rendimento da máquina
 b) o trabalho, em joules, realizado pela máquina em cada ciclo 
e a quantidade de calor, em joules, rejeitada para a fonte fria
Dado:1 cal = 4,2 J Resp:
4.3 Uma das máquinas mais eficientes já construída opera entre 450°C e 
1570°C. a) Qual é o seu rendimento teórico 
máximo? 
b) O rendimento real da máquina é de 42,0%. Quanta potência útil o motor 
produz se absorver 1,40x105 J de calor a cada segundo de seu 
reservatório quente? Resp: n=,607= 60,7%; Pot = 58800W
5) 5.1) Cite os principais componentes de um motor de combustão interna e 
diga qual a classificação dos motores: 
a) Quanto a admissão de combustível; 
b) Quanto a refrigeração; 
c) Quanto a disposição dos cilindros; 
5.2) Defina: Taxa de Compressão; Pressão média efetiva; Calibre. Enumere 
também as principais diferenças entre os motores a gasolina, e a diesel.
5.3) Por que se utiliza a análise de ar-padrão nos ciclos Otto e Diesel e quais 
são os seus elementos ?
5.4) Explique por que não temos motores ciclo Otto com taxas de 
compressão altas(faixas maiores do que 16 por exemplo).
6) Um ciclo de Ar-padrão Otto apresenta uma taxa de compressão 9. 
No início da compressão, p1=100 kPa e T1=300K. A adição de calor por unidade de 
massa é de 1350 kJ/kg. Determine: 
a) O trabalho líquido, em kJ por kg de ar; 
b) A eficiência térmica do ciclo; 
c) A pressão média efetiva em kPa; 
d) A temperatura máxima do ciclo. Resp: W/m= 709,48kJ/kg; n=0,53; Pme=928,1kPa; Tmáx= 
2191,9K.
7) A taxa de compressão de um motor que funciona segundo um ciclo Otto é de 
8,0. No início do processo de compressão isentrópica o p1 =1bar, T1 =290K, V1= 400
cm³. A temperatura máxima do ciclo é de 2200 K. Determine: 
a) O calor adicionado, em kJ. 
b) O trabalho líquido, em kJ. 
c) A eficiência térmica A pressão média efetiva, em bar. Resp:
8) Uma carreta Volvo, composta de um motor MWM, que opera similar a um ciclo 
Diesel ideal, em que o fluido operante é o ar, tem uma razão de compressão de 
22,0. A taxa de combustão isobárica é igual a 2,0. No início do processo do ciclo o 
fluido operante está submetido a uma pressão de 120 kPa, e a uma temperatura de 
32 °C e tem um volume de 66 litros. Resp: 
9) Um motor ciclo Diesel ideal opera com uma razão de compressão de 20 usa ar 
como
fluido de trabalho. O estado do ar no começo da compressão é de 95kPa e 25°C. Se 
a máxima
temperatura do ciclo não deve exceder 1800K. 
Determine: (a) a eficiência térmica; (b) a pressão média efetiva. 
Considere que as propriedades são constantes à temperatura ambiente. 
10)No início do processo de compressão do ciclo ar- padrão diesel que ocorre a taxa
de compressão de 20, a sob uma temperatura de 400K e a pressão de 105Pa. Tem 
uma razão de corte igual a 3. Determine: a) A temperatura e a pressão final de cada
processo do ciclo; b) A 
eficiência térmica; c) A pressão média efetiva em MPa. Resp: