1ª lista de exercícios da disciplina de termodinâmica e … · 2017-03-16 · 1ª lista de...
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1ª Lista de exercícios da disciplina de Termodinâmica e Sistemas Térmicos – Prof. Guilherme
Schünemann
Entregar até dia 03/04. Valor: 10 pontos (1º bimestre).
1. Um sistema termodinâmico é formado por água nos estados líquido e vapor. A água no
estado líquido ocupa 0,1% do volume total de 1l. Pede-se o volume específico (médio)
da mistura. Dados: densidade da água líquida a = 998 kg/m³; densidade do vapor de
água = 0,0231 kg/m³. Resposta: 0,98 𝑚³/𝑘𝑔.
2. Em condições tais que um gás se comporta como ideal, as variáveis de estado assumem
os valores 300 𝐾, 2,0 𝑚³ e 40 𝑘𝑃𝑎, em um estado A. Sofrendo certa transformação, o
sistema chega ao estado B, em que os valores são 450 𝐾, 3,0 𝑚³ e 𝑝. Diga qual valor
corresponde a qual variável de estado (volume, pressão e temperatura). Qual o valor da
pressão (p) no estado B? De que tipo de transformação se trata? Resposta: 40 𝑘𝑃𝑎
3. Num sistema, água está a 100°C e constatou-se que há 10 g de vapor enquanto que a
massa total de água é 1 kg. Calcule o título e o volume específico médio. Resposta:
𝑡í𝑡𝑢𝑙𝑜 = 1%; 𝑣 = 0,0178 𝑚³/𝑘𝑔. Dica: consulte tabelas termodinâmicas para a
água.
4. São colocados 12 moles de um gás em um recipiente com êmbolo que mantém a
pressão igual à da atmosfera, inicialmente ocupando 2 m³. Ao empurrar-se o êmbolo, o
volume ocupado passa a ser 1 m³. Considerando a pressão atmosférica igual a 100 kPa,
qual é o trabalho realizado sob o gás? Resposta: −100 𝑘𝐽
5. O gráfico abaixo ilustra uma transformação 100 moles de gás ideal monoatômico recebem do meio exterior uma quantidade de calor 1800000 J. Dado R=8,32 J/mol.K.
Determine:
a. o trabalho realizado pelo gás; Resposta: 4,5 . 105 𝐽
b. a variação da energia interna do gás; ∆𝑈 = 13,5 . 105 𝐽
c. a temperatura do gás no estado A. 361 𝐾
6. Uma mistura de 1 kg de água nos estados líquido e vapor se encontram em um cilindro
dotado de um pistão que pode se movimentar sem atrito. A temperatura inicial é de
120 ºC e ocupa o volume de 0,1 m³. Calor é fornecido ao cilindro de forma a que ocorra
um processo a pressão constante. O fornecimento de calor é encerrado quando o
volume atinge 0,2 m³. Pede-se: determine os títulos inicial e final da mistura, a pressão,
o trabalho realizado e o calor trocado.
Respostas: 𝑥1 = 0,111; 𝑥2 = 0,2233; 𝑃 = 0,19853 𝑘𝑃𝑎; 𝑊 = 0,019853 𝑘𝐽; 𝑄 =
227,4 𝑘𝐽
7. Determine a massa de ar contida numa sala de 6𝑚 𝑥 10 𝑚 𝑥 3,5 𝑚, sabendo que a
pressão atmosférica local vale 96 𝑘𝑃𝑎 e a temperatura é de 25 º𝐶. Dado: constante do
ar: 𝑅 = 0,287 𝑘𝐽/𝑘𝑔. 𝐾
Resposta: 𝑚 = 235,6 𝑘𝑔