Lista 1 Fundamentos da Termodinmica

1) Considere vapor dgua saturado a 260 C e ttulo de 70%. Determine o volume

especfico desta amostra.

2) Calcule o volume especfico de uma amostra de refrigerante R-12 saturado a 23

C e ttulo de 85%.

3) Determine o estado termodinmico das seguintes situaes:

a. gua a 60 C e 25 kPa.

b. gua a 80 C e 47,39 kPa.

c. gua a 50 C e 5 kPa.

d. R-134a a 60 C e 25 kPa.

e. R-22 a 80 C e 1 MPa.

f. Amnia a 125 C e 150 kPa.

4) Determine o volume especfico da gua a 400 C e 2,7 MPa.

5) Calcule o volume especfico do R-12 a 10 C e 0,6 MPa.

6) Em um aparelho de ar condicionado o fluido refrigerante R-12 est a uma

temperatura inicial de 0 C e resfriado isobaricamente no condensador at a

temperatura final de -20o C e ttulo final de 10%. Determinar:

a. A presso e o volume especfico do refrigerante no estado final do

processo.

b. Esquematizar num diagrama presso versus volume especfico o processo

de resfriamento do refrigerante.

7) Um cilindro equipado com mbolo sem atrito contm 0,5 kg de ar inicialmente a

1 kgf / cm2 e 25o C. Adiciona-se ento pesos ao mbolo e o ar comprimido

isotermicamente (pV=cte), at que a presso final seja de 5,0 kgf / cm2. Calcular

o trabalho realizado durante este processo. Dado: Rar =R/Mar= 0,287 kJ/(kg.K).

8) O cilindro mostrado na figura ao lado contm 0,2 kg de

vapor mido de gua a 150 oC . O mbolo desliza sem

atrito e possui massa desprezvel. O volume inicial de

20 litros. Transfere-se calor ao sistema at que o ttulo

do vapor atinja o valor de 90%. Determinar:

a. O volume final;

b. O trabalho realizado pela gua durante o

processo.

9) Um aquecedor de ambientes a vapor, localizado numa sala a 25 C, alimentado

com vapor saturado a 110 kPa. As vlvulas de alimentao e descarga so

fechadas e espera-se at que a temperatura da gua atinja a da sala. Qual ser a

presso e o ttulo da gua no estado final? Qual o trabalho realizado no processo?

10) Um conjunto cilindro-pisto contm ar. Inicialmente, o ar est a 600 kPa, 290 K

e o volume ocupado pelo ar 0,01 m. Um processo a presso constante

realizado e detecta-se o fornecimento de 54 kJ de trabalho. Determine o volume e

a temperatura no estado final deste processo.

11) Um conjunto cilindro-pisto sem atrito contm 5 kg de vapor de refrigerante R-

134a a 1000 kPa e 140 C. O sistema resfriado a presso constante, at que o

refrigerante apresente ttulo igual a 25%. Calcular o trabalho realizado durante

este processo.

12) Uma indstria metalrgica utiliza vapor dgua a 2,0 MPa e 430 oC para os

processos de tratamento trmico de seus produtos. Para esta finalidade, dispem

de uma caldeira especial que aquece a gua inicialmente a 100 kPa, enquanto suas

vlvulas de bloqueio permanecem fechadas, at se obter o vapor no estado

desejado. Nestas condies, pede-se:

a. O ttulo (se aplicvel) (%) e a temperatura (oC) da gua no estado inicial;

b. Mostrar o processo de aquecimento da gua na caldeira num diagrama

T(oC) x v(m3/kg), indicando os valores de presso (kPa), volume

especfico(m3/kg) e temperatura(oC) nos estados inicial e final.

13) Um evaporador de um equipamento de ar condicionado contm o fluido refrigerante R-134a a -10o C. Inicialmente o ttulo do fluido de 15%. O fluido

recebe calor do ambiente a ser refrigerado, num processo isotrmico, at se obter

vapor saturado seco. Considerando-se que durante o processo no evaporador no

h variao de massa ou de volume do fluido, pede-se: a. O volume especfico do fluido nos estados inicial e final;

b. A presso do fluido;

c. Mostrar o processo que ocorre no evaporador num diagrama p(kPa) x

v(m3/kg), indicando os valores de presso, volume e temperatura dos

estados inicial e final.

14) Um tanque rgido com volume de 1 m3 contm oxignio a 600 kPa e 0oC. O

tanque colocado num local onde a temperatura de 25 C. Pede-se determinar

a presso interna do recipiente (MPa), quando ocorrer o equilbrio trmico entre

o ambiente e o oxignio. Dado: massa molecular do oxignio 32 kg/kmol.

15) Um conjunto cilindro mbolo livre (figura ao lado) sem atrito

contm, inicialmente, gua a 100 kPa e ttulo de 90%. Neste estado

inicial, a distncia entre a face inferior do mbolo e o fundo do cilindro

10 cm. O sistema aquecido, provocando a elevao do mbolo, at

que o mesmo atinge os limitadores localizados na parte superior do

cilindro. Pede-se:

a. A massa de gua no interior do cilindro (kg);

b. A temperatura da gua no instante em que o mbolo atinge os

limitadores;

c. Esboar o diagrama presso versus volume especfico do processo de

aquecimento da gua, indicando os valores de presso (MPa), volume

especfico (m3 / kg) e temperatura (oC).

16) Um reservatrio rgido e estanque, com capacidade de 100 litros contm o fluido

refrigerante R-134a saturado a 10 C. O fluido ento aquecido e notou-se que a

fase lquida desaparece quando a temperatura atinge 50 C. Pede-se:

a. A presso no estado final do processo de aquecimento (kPa);

b. A massa de R-134a presente no reservatrio (kg);

c. O ttulo do fluido no estado inicial (a 10 C) (%);