TERMODINÃMICA Grau A 2021-1 - Parte 2

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INSTRUÇÕES: 
Apresente os CÁLCULOS para que as questões sejam consideradas corretas.
1 - Complete a tabela seguinte para a água:
RES:
	 
	P[Kpa]
	T [C°]
	v [m³/Kg]
	X
	a
	500
	20
	0,001002
	-
	b
	500
	151,86
	0,2
	0,5321
	c
	1400
	200
	0,14302
	-
	d
	8581
	300
	0,01762
	0,8
2 - Encontre a propriedade que falta entre P, T, v, e x para:
a) R-140a a 25 °C, v = 0,01 m³/kg
RES: 
b) R-410a a 400 kPa, v = 0,075 m³/kg
RES: Calcula-se o T por interpolação:
Com P = 400 kPa, temos:
Se T = 0 °C, v = 0,07227 m3/kg
Se T = 20 °C, v = 0,07916 m3/kg
Se tratando de R-410 A o superaquecido, será x = 1.
c) Amônia a 10 °C, v = 0,1 m³/kg
P = 615,2 kPa
RES:
	
3 - Um recipiente de vidro, rígido e fechado, contém água a 500 kPa e título igual a 25%. Qual será a fração mássica de sólido encontrada no recipiente se for resfriado até −10 °C?
RES:
Neste caso, temos líquido e vapor, onde o vapor corresponde a 25%. Podemos calcular o volume sabendo o volume específico do líquido e mais o do vapor. 
vl = 0,001093 m3/kg
vv = 0,37489 m3/kg
v1 = 0,001093 + 0,25.(0,37489-0,001093) = 0,09454 m3/kg
Volume e a massa se conservam, o volume específico também se conserva. Porém, agora temos apenas a fase gasosa e sólida. Logo, utiliza-se a tabela B.1.5.
vs = 0,0010891 m3/kg
vv = 466,756 m3/kg
v1 = v2 = 0,09454 m3/kg
Segue resolução:
0,09454 = 0,0010891 + x. (466,756-0,0010891) x = 0,0002
A fração de sólido é igual a xs = 1 – 0,0002 = 0,9998, ou 99,98 % está na fase sólida.
4 - Uma bomba de vácuo é utilizada para evacuar uma câmara utilizada na secagem de um material que está a 50 °C. Se a vazão volumétrica da bomba é 0,5 m3/s, a temperatura e a pressão na seção de alimentação da bomba são iguais a 50 °C e 0,1 kPa, determine a quantidade de vapor d’água removida da câmara em um período de 30 minutos. 
RES:
5 - Um tanque rígido com volume interno de 1 m3 contém ar a 1 MPa e 400 K. O tanque está conectado a uma linha de ar comprimido do modo mostrado na figura abaixo. A válvula é, então, aberta e o ar escoa para o tanque até que a pressão alcance 5 MPa, quando, então, a válvula é fechada e a temperatura do ar no tanque é 450 K.
a) Qual é a massa de ar antes e depois do processo?
RES:
Considerando o ar como gás ideal, temos:
R = 0,287 kJ/kg.K
b) Quando o tanque for resfriado até a temperatura ambiente de 300 K, qual será a pressão no seu interior?
RES:
6 - Um cilindro para armazenamento de gás apresenta diâmetro e comprimento iguais a 20 cm e 1 m. O cilindro é evacuado e depois carregado com CO2 (gás) a 20 °C. Qual deve ser a pressão para que se tenha 1,2 kg de dióxido de carbono no cilindro?
RES:
Segue cálculo: