DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA NUCLEAR

ENG03367 - LISTA DE EXERCCIOS 4

1- Um conjunto cilindro-pisto contm 1 kg de metano a 100 kPa e 20 C. O gs comprimido reversivelmente at 600 kPa. Determine o trabalho de compresso, supondo os seguintes processos: A) adiabtico, B) isotrmico e C) politrpico com n=1,3.

2- Uma certa quantidade de ar est contida em um conjunto cilindro-pisto. Inicialmente a presso e a temperatura do ar so 110 kPa e 25 C, o volume ocupado de 100 litros. O ar comprimido reversivelmente segundo um processo politrpico at 800 kPa. Nesta condio a temperatura do ar de 200 C. Supondo que ocorra transferncia de calor para o meio que est a 25 C, determine:

a) O expoente politrpico, b) O volume final do ar, c) O trabalho realizado sobre o ar, d) O calor transferido, e) A entropia total envolvida no processo.

3- Um tanque rgido de 1 m3 contm 100 kg de Freon-12 temperatura ambiente de 25 C. Uma vlvula no topo do tanque aberta e vapor saturado estrangulado at a presso ambiente de100 kPa e descarregado. Durante esse processo, a temperatura interna do tanque permanece a 25 C. A vlvula fechada quando no resta mais lquido no interior do tanque. Nestas condies, determine: a) O calor transferido durante esse processo, e b) A variao lquida de entropia no processo.4- Comprime-se ar em um cilindro, dotado de mbolo, segundo um processo reversvel de 100 kPa a 20o C at a presso de 800 kPa. Supondo o modelo de gs perfeito e um processo isotrmico, a variao de entropia transferida por kg de ar comprimido e o trabalho de compresso por kg de ar, sero respectivamente iguais a:

5- Uma turbina com rendimento isoentrpico de 88% alimentada com vapor de gua a 700o C e 2 MPa. A sada da turbina encaminhada para um trocador de calor que opera a 110 kPa e a gua sai desse equipamento como lquido saturado. Determine o trabalho especfico na turbina, a gerao de entropia na turbina e o calor transferido no trocador de calor.

6- Uma forma de fundio contm 25 kg de areia a 200o C. A forma mergulhada em um tanque contendo 50 litros de gua inicialmente a 15o C. Supondo transferncia de calor para o meio nula, determine a variao de entropia lquida para o processo.

7- Dois tanques bem isolados termicamente esto ligados por uma vlvula. O tanque A tem volume de 600 litros e contm gua a 200 kPa e 200o C. O tanque B tem volume de 300 litros e contm gua a 500 kPa e ttulo de 90%. A vlvula ento aberta e os dois tanques atingem finalmente um estado uniforme. Admitindo que o processo seja adiabtico, determine a presso final.

8- Um conjunto cilndro-pisto contm CO2 inicialmente a 1 MPa e 300o C e nesta condio o volume de 200 litros. A presso total externa que atua sobre o pisto inversamente proporcional ao volume elevado ao cubo (P=k/V3 ). Este sistema resfriado at que a temperatura do CO2 atinja temperatura do meio que de 20o C. Considerando o modelo do gs perfeito, determine: A) a massa de gs. B) o volume final ocupado pelo gs. C) a presso final. D) o trabalho realizado sobre o sistema. E) o calor trocado. F) a variao de entropia do sistema. 9- Considerando um processo em regime permanente, assinale a afirmativa correta:

a) A entropia especfica em qualquer ponto do volume de controle no varia com o tempo.

b) O estado termodinmico associado massa interna do volume de controle pode variar no tempo, mas considerado uniforme em todo o volume de controle.

c) O estado termodinmico associado massa de entrada no volume de controle pode variar no tempo.

d) O estado termodinmico associado massa de sada do volume de controle pode variar no tempo.

e) A energia especfica em qualquer ponto do volume de controle pode variar de forma uniforme com o tempo.