Resolução Trab 2 parte 1- Termo

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 4ª FASE
 Professor Diogo Luiz de Oliveira 
Componente Curricular: Termodinâmica para Engenharia Química 
Trabalho Avaliativo 2 – Parte 1
Alunos: Amanda Schuler Roseghini 
 Pablo Marcos Lorensetti 
 
ANÁLISE DE ENERGIA DE SISTEMAS FECHADOS 
1 - Um gás ideal em um dado estado se expande até um determinado volume final, primeiramente a uma pressão constante e depois a uma temperatura constante. Em qual caso o trabalho realizado é maior? 
2 - O volume de 1 kg de hélio em um arranjo pistão-cilindro é de 7 m³ inicialmente. O hélio começa então a ser comprimido até o volume de 3 m³, enquanto sua pressão é mantida constante a 150 kPa. Determine a temperatura inicial e final do hélio, assim como o trabalho necessário para comprimi-lo, em kJ. 
3 - Calcule o trabalho total (em kJ) produzido pelo processo isotérmico da Figura, considerando que o sistema é composto de 3 kg de oxigênio. 
4 - Um arranjo pistão-cilindro inicialmente contém 0,07 m³ de gás nitrogênio a 130 kPa e 120 °C. O nitrogênio então se expande politropicamente para um estado de 100 kPa e 100 °C. Determine o trabalho de fronteira realizado durante esse processo. 
5 - Durante um processo de expansão, a pressão de um gás muda de 15 para 100 psia de acordo com a relação P = aV + b, onde a = 5 psia/pé³ e b é uma constante. Considerando que o volume inicial do gás é 7 pés³, calcule o trabalho realizado durante o processo. 
6-Complete a tabela seguinte com base no princípio da conservação de energia para um sistema fechado. 
	Q entra (Btu)
	W sai (Btu)
	E1 (Btu)
	E2 (Btu)
	m (lbm)
	e2-e1 (Btu/lbm)
	350
	510
	1020
	860
	3
	-53,3
	350
	130
	550
	770
	5
	44,0
	560
	260
	600
	900
	2
	150
	-500
	0
	1400
	900
	7
	-71,4
	-650
	-50
	1000
	400
	3
	-200
7 - Um recipiente rígido equipado com um agitador contém 1,5 kg de óleo de motor. Determine a taxa de aumento da energia específica, considerando que o calor é transferido para o óleo a uma taxa de 1 W e 1,5 W de potência é aplicado ao dispositivo de agitação. 
8-Um vaso rígido de 10 L inicialmente contém uma mistura de líquido e vapor de água a 100 °C com título de 12,3%. A mistura é então aquecida até que sua temperatura seja de 150 °C. Calcule a transferência de calor necessária para este processo. 
9 - Uma determinada massa de vapor de água a 300 kPa é resfriada isotermicamente até que ela seja um líquido saturado. Calcule a quantidade de calor rejeitado durante esse processo, em kJ/kg. 
10 - Um arranjo pistão-cilindro isolado contém 5 L de água líquida saturada à pressão constante de 175 kPa. A água é agitada por uma roda de pás enquanto uma corrente de 8 A flui por 45 min por um resistor colocado na água. Considerando que metade do líquido evapora durante esse processo a uma pressão constante e o trabalho da roda de pás é de 400 kJ, determine a tensão da fonte.