Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 1º Teste-Repescagem , 15/Junho /2015

Nome Nº

Problema 1 (10 v) Considere o esquema representado na figura onde uma

conduta de vapor de água saturada a 5 bar alimenta um sistema êmbolo-cilindro através de uma válvula. Este sistema êmbolo-cilindro é adiabático e está nas condições iniciais indicadas na figura. A pressão exterior ao reservatório é de 1bar a área do êmbolo é 1m2. Aprox: Despreze variações de energia cinética e potencial de todos os components.

Quando entra água no êmbolo este desloca-se 2.4m muito lentamente (volume aumenta e a pressão no interior é quasi constante) e o estado final da água continua a ser de duas fases. Assim, para o volume de controlo definido na figura, responda às

seguintes questões: a) Determine, para o sistema êmbolo-cilindro, o trabalho W realizado na expansão, a energia interna

específica inicial e a massa de água inicial (kg); b) Determine a massa de água que entrou no cilindro sabendo que xfinal=0.463. c) Com base nos balanços de massa e energia mostre que o título final da água é xfinal=0.463.

Preencha esta tabela com os dados necessários e suficientes para resolver o problema P (bar) T (C) V (m3) v (m3/kg) m (kg) u(kJ/kg) h(kJ/kg) x

Fluido no tubo 5 --------- ------ 1

Reservatório (inicial) 1 1 0.2

Reservatório (final)

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Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 1º Teste-Repescagem , 15/Junho /2015

Nome Nº

Problema 2 (10 v) Considere um sistema constituído por um tanque rígido e adiabático, no interior do qual existe uma divisória rígida, móvel e adiabática, que separa dois reservatórios com iguais massas ! de ar. O estado de equilíbrio inicial é caracterizado pela temperatura !, igual nos dois reservatórios, e pela pressão !!. Após fornecer energia !, através de uma ventoinha, a um dos reservatórios, atinge-

se um estado de equilíbrio final caracterizado pela pressão !!, sendo !!, !! a temperatura e volume finais do ar no reservatório que recebeu energia e !!, !! a temperatura e volume finais do ar no outro reservatório. Hipóteses: considere que o ar é gás perfeito; assuma !! constante durante a evolução entre os dois estados; despreze variações de energia cinética e potencial. Dados: ! = 1!", ! = 27º!, !! !! = 2,! !! !! = 4, !! = 0.776!!"/!".!

a) Determine o trabalho !; b) Determine !! e !!;

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Termodinâmica I 2 º Semestre 2014/2015 (MEAer, MEMec, Amb, Naval) 1º Teste-Repescagem , 15/Junho /2015

Nome Nº

Problema 1 (10 v) Considere o esquema representado na figura onde uma

conduta de vapor de água saturada a 5 bar alimenta um sistema êmbolo-cilindro através de uma válvula. Este sistema êmbolo-cilindro é adiabático e está nas condições iniciais indicadas na figura. A pressão exterior ao reservatório é de 1bar a área do êmbolo é 1m2. Aprox: Despreze variações de energia cinética e potencial de todos os components.

Quando entra água no êmbolo este desloca-se 2.4m muito lentamente (volume aumenta e a pressão no interior é quasi constante) e o estado final da água continua a ser de duas fases. Assim, para o volume de controlo definido na figura, responda às

seguintes questões: a) Determine, para o sistema êmbolo-cilindro, o trabalho W realizado na expansão, a energia interna

específica inicial e a massa de água inicial (kg); b) Determine a massa de água que entrou no cilindro sabendo que xfinal=0.463. c) Com base nos balanços de massa e energia mostre que o título final da água é xfinal=0.463.

Preencha esta tabela com os dados necessários e suficientes para resolver o problema P (bar) T (C) V (m3) v (m3/kg) m (kg) u(kJ/kg) h(kJ/kg) x

Fluido no tubo 5 --------- ------ 1

Reservatório (inicial) 1 1 0.2

Reservatório (final)

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