Exercícios Termodinamia

5.2 modificado) Um Porta-aviões utiliza uma catapulta movida à vapor de água para ajudar a decolagem de aviões. A catapulta deste Porta-aviões pode ser modelada como um conjunto cilindro-pistão que apresenta pressão média durante a operação igual a 1250 kPa. Admita que um avião, com massa 17500 kg, deve ser acelerado de 0 à 30 m/s. Determine: a) O volume interno ( ) do conjunto cilindro-pistão necessário para esta operação sabendo que a catapulta fornece 30% da energia necessária para a decolagem; b) Se a variação da pressão for linear e p1 = 1000 kPa e p2 = 100 kPa, qual será a variação de volume? Resp a) V = 1,89 m3, Resp b) V = 4,295 m3

5.12) Um conjunto cilindro-pistão, que não apresenta atrito, contém 2kg de vapor superaquecido de refrigerante R-134a a 100 °C e 350 kPa. O conjunto é, então, resfriado a pressão constante até que o refrigerante apresente título 75%. Calcule a transferência de calor neste processo. Resp: Q1-2 = -274,77 kJ

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

5.21) Um conjunto cilindro-pistão contém 50 kg de água. Inicialmente o volume e a pressão da água são 0,1 m3 e 200 kPa. O pistão se movimenta quando calor é transferido ao sistema, e quando o pistão encosta nos esbarros, o volume da câmara se torna igual a 0,5 m3. Determine o calor transferido no processo. Resp: Q1-2 = 995,63 kJ

[pic 4]

5.27) Um conjunto cilindro-pistão, que não apresenta atrito, contém 2 kg de nitrogênio. Inicialmente a temperatura é 100 K e o título 0,5. Transfere-se calor ao sistema até que a temperatura atinja 300 K. Determine os volumes inicial e final e o calor transferido. Resp: v1=0,03267 m3/kg; v2=0,25655 m3/kg; Q1-2 = 605,039 kJ.

[pic 5]

5.45) Um tanque rígido está dividido em duas regiões por meio de uma membrana. A região A apresenta VA= 1 m3 e contém água a 200 kPa e com título 0,8. A região B apresenta VB= 1 m3 e contém água a 2 MPa e 400°C. A membrana é, então, rompida e espera-se que seja estabelecido o equilíbrio. Sabendo que a temperatura final do processo é 200 °C, determine a pressão de água no estado final e a transferência de calor no processo. Resp: p2 = 842,19 kPa; Q1-2 = -1381,32 kJ.

[pic 6]