Tabela de termodinâmica

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1º Lista de exercícios

TERMODINÂMICA E SISTEMAS TÉRMICOS

(gÁS IDEAL E TRABALHO).

Prof. Mauro

1. Determine a fase em que se encontra a substância a seguir:

1. Água         T=100ºC        p=0,5 MPa
2. Água         T=275ºC        p=5,0 MPa
3. Água         T=-2ºC           p=100 kPa
4. Água         T=150ºC        p=0,1 MPa
5. Água         T=120ºC        v=0,5 m3/kg
6. Água         p=100kPa      v=0,5 m3/kg
7. Água         T=60ºC           v=0,0001016 m3/kg
8. Água         T=350ºC        v=0,2 m3/kg
9. Água         T=150ºC        p=0,5Mpa
10. Água         T=200ºC        p=0,6Mpa
11. Água         T=200ºC        x=0,6
12. Água         T=150ºC        x=0,1

1. Um sistema fechado que contém 500 mols de amônia ocupa um volume de 6m3.

1. Determine o peso do sistema
2. Determine o volume específico.

1. Um tanque de armazenamento de gás natural tem como instrumento de leitura de pressão um manômetro de tubo em U de mercúrio e indica a leitura de 1 m. Considerando a pressão atmosférica de 101 kPa e a massa específica do mercúrio de 13.59 g/cm3 

1. Determine a pressão no tanque.
2. Determine a força exercida sobre a parede do tanque considerando ele esférico e com raio interno de 10m.

1. Um tanque de armazenamento de água contém líquido e vapor em equilíbrio a 110ºC. A distância entre o fundo do tanque e o nível de líquido é de 8 metro. Qual a pressão absoluta no fundo do tanque?

1. Um vaso de pressão rígido e selado é destinado ao aquecimento de água. O volume do vaso é de 1m3 e contém, inicialmente, 2 kg de água a 100ºC. Qual de ser a regulagem (pressão de abertura) de modo que a temperatura máxima do tanque seja de 200ºC.

1. Um conjunto cilindro-pistão contém, inicialmente, vapor d’água saturado a 200 kPa. Neste estado a distância entre o pistão e o fundo do cilindro é de 0,1 m. Determine a nova distância quando a água atingir 200ºC. (Considere o processo isobárico)

1. Um processo isotérmico é realizado sobre uma massa de 2 kg de água. Inicialmente, a água se encontrava como vapor saturado a 60ºC. Sabendo que o volume especifico da água no estado final é igual 110% do volume específico inicial.

1. Determine a pressão final do processo.
2. Determine o trabalho realizado no processo.

1. Um conjunto cilindro pistão opera a pressão constante e, inicialmente, contém 2 kg de vapor saturado de água a 400kPa. O conjunto é resfriado até que o volume da água se torne metade do inicial. Determine o trabalho realizado nesse processo.

1. O conjunto cilindro-pistão de área de 0,3 m2 de área opera a temperatura constante e contém água. Inicialmente, a água encontra-se como vapor saturado a 200kPa e a distância entre o fundo do cilindro e o pistão é de 0,2 m.

1. Qual a massa e a temperatura da água contida no cilindro?
2. Qual o trabalho realizado para levar o pistão até o dobro do volume final?

1. O conjunto cilindro-pistão contém 1,5 kg de vapor super aquecido a de água e inicialmente está a 200 kPa e 300ºC. O conjunto é então resfriado até se tornar água saturada 120,3°C e titulo de 0,6.

1. Qual volume inicial e final do conjunto?
2. Qual o trabalho realizado no processo? (processo isobárico)

1. Uma esfera oca de metal, com volume interno de 0,02m3 é pesada inicialmente vazia e pesada novamente quando carrega de um certo gás a 855 kPa e 30ºC. Sabendo que foi colocado CO2 na esfera, qual a massa de gás inserida na esfera?

1. O conjunto cilindro-pistão mostrado na contém CO2 inicialmente a 150kPa e 290K. O pistão é construído com um material que apresenta massa específica igual a 8.000 kg/m3 e inicialmente está imobilizado por um pino. O ambiente, onde está localizado o conjunto, está a 290K e a pressão é igual a 101kPa. O pino é então removido e espera-se que a temperatura do gás atinja a temperatura do ambiente.

1. O pistão encosta nos esbarros?
2.  Qual o trabalho realizado?

Dados:

Diâmetro do pistão é de 100 mm

A=  50 mm.

B= 100 mm.

C= 100 mm.

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1.  O conjunto cilindro pistão contém ar. Inicialmente o ar está a 150kPa e 400ºC. O conjunto é então resfriado até 20ºC.

Dados: Diâmetro do pistão é de 100 mm          

  A=  100 mm.

  B= 100 mm.

1. Qual a pressão final sobre o ar?
2. Qual o trabalho realizado pelo ar?

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1. O conjunto cilindro-pistão, contém, inicialmente, 0,2 m3 de dióxido de carbono (CO2) a 300kPa e 100°C. Os pesos são, então, adicionados a uma velocidade tal que o gás é comprimido segundo a relação PV 1,2 = constante. Admitindo que a temperatura final seja igual a 200°C.

1. Qual o volume final?
2. Determine o trabalho realizado durante esse processo?

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