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Exercícios extraídos de: J., MORAN, M., SHAPIRO, N., BOETTNER, D., BAILEY, B.. Princípios de Termodinâmica para 
Engenharia, 7ª edição. LTC, 05/2013. 
 
3.1 Um tanque rígido fechado com 0,2m3 contém água a uma pressão inicial de 5 bar e um título de 50%. 
Calor é transferido até que o tanque contenha somente vapor saturado. Determine a massa final de vapor no 
tanque em kg, e a pressão final, em bar. 
 
3.2 Dois mil quilogramas de água, inicialmente um líquido saturado a 150ºC, são aquecidos em um tanque 
rígido fechado até um estado final em que a pressão é 2,5MPa. Determine a temperatura final, em ºC, o 
volume do tanque, em m3, e esboce o processo em diagrama Txυ . 
 
3.3 Vapor d’água é aquecido em um tanque rígido fechado de vapor saturado a 160ºC a uma temperatura 
final de 400ºC. Determine as pressões inicial e final, em bar, e esboce o processo em um diagrama Txυ . 
 
3.5 Um arranjo cilindro-pistão contém 0,8 kg de água a 180°C e título de 10%. O vapor é aquecido a pressão 
constante até 300ºC. Mostre o processo em um diagrama Txυ e determine a variação do volume. 
3.6 Vapor d’água inicialmente a 10bar e 400ºC está contido no interior de um conjunto cilindro-pistão. A 
água é resfriada a volume constante até que sua temperatura atinja 150ºC. A água é então condensada 
isotermicamente até o estado de líquido saturado. Considerando a água como sistema, avalie o trabalho, em 
KJ/kg. 
3.20 Uma mistura bifásica líquido-vapor de uma substância possui uma pressão de 
150 bar e ocupa um volume de 0,2 m3. As massas de líquido e vapor saturados 
presentes são 3,8 kg e 4,2 kg, respectivamente. Determine o volume específico da 
mistura, em m3/kg. 
3.22 Conforme ilustrado na figura ao lado, um conjunto cilindro-pistão contém 0,1 kg 
de água a 100°C. O pistão está livre para mover-se suavemente no cilindro. A pressão 
atmosférica local e a aceleração da gravidade são de 100 kPa e 9,81 m/s2, 
respectivamente. Para a água, determine a pressão, em kPa, e o volume, em cm3. 
3.24 Um tanque rígido fechado contém água inicialmente como vapor saturado a 200°C, sendo esta resfriada 
até 100°C. Determine as pressões inicial e final, ambas em bar. Localize os estados inicial e final em esboço 
do diagrama T– ν. 
3.28 Vapor d’água é resfriado em um tanque rígido fechado de 520°C e 100bar até uma temperatura final de 
270°C. Determine a pressão final, em bar, e esboce o processo em diagrama T- ν. 
3.30 Um quilograma de água se encontra inicialmente no ponto crítico. 
(a) Se a água é resfriada a volume específico constante até a pressão de 30 bar, determine o título no 
final do estado. 
(b) Se a água passa por uma expansão a temperatura constante até a pressão de 30 bar, determine o 
volume específico no final do estado, em m3/ kg. Mostre cada processo em um diagrama T– ν. 
3.47 Água, inicialmente como vapor saturado a 4 bar, está contida em um recipiente rígido fechado. A água é 
aquecida até que sua temperatura atinja 400°C. Para a água, determine o calor transferido durante o processo, 
em kJ/kg. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial. 
3.54 Água em um conjunto cilindro-pistão, inicialmente à temperatura de 99,63°C e um título de 65%, é 
aquecida a pressão constante até a temperatura de 200°C. Se o trabalho durante o processo for de +300 kJ, 
determine: 
 
 
Fenômenos de Transporte 
Termodinâmica 
Aluno: Data: 
(a) a massa da água, em kg, e 
(b) a quantidade de calor transferida, em kJ. Variações das energias cinética e potencial são 
desprezíveis. 
3.58 Um tanque hermético rígido contém 2 kg de água, inicialmente como uma mistura bifásica líquido-
vapor a 80°C. Uma transferência de calor ocorre até que o tanque contenha apenas vapor saturado com ν = 
2,045 m3/kg. Para a água, localize os estados inicial e final em um esboço do diagrama T– ν e determine a 
quantidade de energia transferida por calor, em kJ. 
 
3.62 Um tanque rígido fechado contém água inicialmente a uma pressão de 20 bar, um título de 80%, e um 
volume de 0,5 m3, sendo essa resfriada até a pressão de 4 bar. Mostre o processo da água em um esboço do 
diagrama T– ν e calcule o calor transferido, em kJ. 
 
3.69 Cinco quilogramas de água estão contidos em um conjunto cilindro-pistão, inicialmente a 5 bar e 
240°C. A água é lentamente aquecida a pressão constante até um estado final. Considerando que a 
transferência de calor para o processo é de 2960 kJ, determine a temperatura no estado final, em °C, e o 
trabalho, em kJ. Os efeitos das energias cinética e potencial não são significativos. 
3.70 Como ilustrado na figura ao lado, água contida em um conjunto cilindro- 
pistão, inicialmente a 1,5 bar e 20% de título é aquecida a pressão constante até 
que o pistão atinge os esbarros. A transferência de calor continua até que a água 
atinja o estado de vapor saturado. Apresente os processos em série da água em 
um esboço do diagrama T– ν. Para o processo global relativo à água, determine o 
trabalho e o calor transferido, ambos em kJ/kg. Os efeitos das energias cinética e 
potencial não são significativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Respostas 
[3.1] 1,06 Kg; 10,5 bar 
[3.2] 2,18 m3; 150,15ºC 
[3.3] 6,178 bar; 9,99 bar 
[3.5] 0,19 m3 
[3.6] -145,36 KJ/KJ 
[3.20] 0,025 m3/kg 
[3.22] 104, 35 cm3 
[3.24] 1,014 bar 
[3.28] 54,99 bar 
[3.30] 2,96%; 0,0948 m3/kg 
[3.47] 407,6 KJ/Kg 
[3.54] 2772,57 KJ 
[3.58] 1752,54 KJ 
[3.62] – 8282 KJ 
[3.69] 667 KJ 
[3.70] 1704,93 KJ/Kg