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Unidade I – Primeira Lei da Termodinâmica para Volume de controle
 Termodinâmica II 
 
TERMODINÂMICA II 
1º SEMESTRE DE 2021 
Docente: Anderson H.R Ferreira 
1º LISTA DE EXERCÍCIOS 
 
Instruções: 
Tenha sempre em mãos uma Calculadora Científica, pois a mesma será utilizada 
exaustivamente no curso de TERMODINÂMICA II. 
 
UNIDADE I – PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA PARA VOLUME DE 
CONTROLE 
 
Exercício 1 
Defina as vazões mássica e volumétrica. Como elas estão relacionadas entre si? 
 
Exercício 2 
Quando um escoamento através de um volume de controle ocorre em regime permanente? 
 
Exercício 3 
Considere um dispositivo com uma entrada e uma saída. Se as vazões volumétricas na 
entrada e saída são iguais, o escoamento através desse dispositivo se dá necessariamente 
em regime permanente? Por quê? 
 
Exercício 4 
O ar entra em um bocal a 2.21 𝑘𝑔/𝑚3 e 40𝑚/𝑠 e sai a 0.762 𝑘𝑔/𝑚3 e 180 𝑚/𝑠 em um 
processo de regime permanente. Se a área de entrada do bocal for de 90 𝑐𝑚2, determine: 
a) O fluxo de entrada através do bocal 
b) A área de saída do bocal. 
Resp:𝑎) �̇� = 0.796
𝑘𝑔
𝑠
 , 𝑏) 𝐴 = 58 𝑐𝑚2 
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Unidade I – Primeira Lei da Termodinâmica para Volume de controle
 Termodinâmica II 
Exercício 5 
Um secador de cabelos é basicamente um duto com diâmetro constante no qual são 
colocadas algumas camadas de resistores elétricos. Um ventilador pequeno empurra o ar 
para dentro e o força a passar através dos resistores onde ele é aquecido. Se a densidade 
do ar for 1.20 𝑘𝑔/𝑚3 na entrada e 0.90 𝑘𝑔/𝑚3 na saída, determine o percentual da 
velocidade do ar ao escoar através do secador 
Resp: 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 33% 
 
Exercício 6 
Um computador deve ser resfriado por um ventilador com uma vazão volumétrica igual 
a 0.34 𝑚3/𝑚𝑖𝑛. Determine o fluxo de massa de através do ventilador a uma altitude de 
3400 [𝑚] onde a densidade do ar é 0.7 𝑘𝑔/𝑚3. Se a velocidade média do ar não exceder 
os 110[𝑚/𝑚𝑖𝑛], determine também o diâmetro da carcaça do ventilador. 
Resp: �̇� ≈ 4 × 10−3[𝑘𝑔/𝑠] e o diâmetro 𝐷 ≈ 6.3 × 10−2[𝑚] 
 
Exercício 7 
Ar entra em regime permanente em um tubo de 28[𝑐𝑚] de diâmetro a 200 [𝑘𝑃𝑎] e 
20 [℃] com uma velocidade de 5 [𝑚/𝑠]. O ar é aquecido à medida que escoa e sai do 
tubo a 180 [𝑘𝑃𝑎] e 40 [℃]. Determine: 
a) A vazão volumétrica na entrada 
b) O fluxo de massa de ar 
c) A velocidade e vazão volumétrica na saída 
 
Resp: 𝑎) �̇� ≈ 3.1 × 10−1[𝑚3/𝑠], 𝑏) �̇� = 7.32 × 10−1 [𝑘𝑔/𝑠] e 𝑐) 𝑉2 = 5.94[𝑚/𝑠] 
 
Exercício 8 
Uma casa é mantida a 1 [𝑎𝑡𝑚] e 24[℃]. O ar quente interno é forçado a sair da casa à 
taxa de 150 𝑚3/ℎ, em consequência da infiltração do ar exterior a 5[℃] na casa através 
das frestas. Determine a taxa líquida de perda de energia da casa devida ao fluxo de massa. 
Resp: 945 [𝑊] 
 
Exercício 9 
O ar escoa em regime permanente em um tubo a 300[𝑘𝑃𝑎], 77[℃] e 25 [𝑚/𝑠] à taxa 
de 18 [𝑘𝑔/𝑚𝑖𝑛]. Determine: 
a) O diâmetro do tubo 
b) A taxa de transporte da energia de escoamento 
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Unidade I – Primeira Lei da Termodinâmica para Volume de controle
 Termodinâmica II 
c) A taxa de transporte de energia 
d) O erro envolvido no item c) se a energia cinética for desprezada 
Resp: 𝑎) 𝐷 = 7.15 × 10−2[𝑚] ,𝑏) �̇� = 30.14 [𝑘𝑊] ,𝑐) �̇� = 105.94 [𝑘𝑊] e 𝑑) �̇� =
105.84 [𝑘𝑊] logo 𝜀 = 9 × 10−2 [%] 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] - ÇENGEL, Yunus A.; BOLES, Michael A (Coaut. de). Termodinamica. 5. ed. São 
Paulo, SP: McGraw-Hill, 2007. 740 p., il. +. ISBN 8586804665 (broch.) 
 
[2] - SONNTAG, r. E., borgnakke, c., van wylen, g. J. Fundamentos da termodinâmica, 
7a ed., editora edgard blucher, 2009 
[3] - MORAN, m. J.; shapiro, h. N. Princípios de termodinâmica para engenharia, 6a ed., 
ltc editora, 2009.