Termodinamica

3ª LISTA DE TERMODINÂMICA

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

UNIUBE

1. Calcule Z e V para o etileno a 25ºC e 12 bar com a equação do tipo virial truncada no terceiro termo, com os seguintes valores experimentais dos coeficientes:

B = -140 cm3/mol

C= 7200cm6/mol2

R = 83,14 cm3.bar/mol.K

Resposta: V = 1919 cm3 e Z = 0,929

1. Um mol de um gás ideal, inicialmente a 30ºC e 1 bar, é levado a 130ºC e 10 bar por três processos diferentes mecanicamente reversíveis:

• Primeiramente, o gás é aquecido a volume constante até que sua temperatura seja igual a 130ºC; então ele é comprimido isotermicamente até sua pressão atingir 10 bar.

Resposta: W = 6,762 KJ; Q = -4,684 KJ

• Primeiramente, o gás é aquecido a pressão constante até que sua temperatura seja igual a 130ºC; então ele é comprimido isotermicamente até sua pressão atingir 10 bar.

Resposta: W = 6,886 KJ; Q = -4,808 KJ;

• Primeiramente, o gás é comprimido isotermicamente até 10 bar; então ele é aquecido a pressão constante até 130ºC.

Resposta: W = 4,972 KJ; Q = -2,894 KJ; ΔU = ΔH = 0

Calcule Q, W, ΔU e ΔH em cada caso. Considere Cp = (7/2)R e

Cv = (5/2)R.

              ΔU = 2079 J ou 2,079 kJ

             ΔH = 2910 J ou 2,910 kJ

1. Um gás ideal, inicialmente a 30ºC e 100 kPa, passa pelo seguinte processo cíclico, em um sistema fechado:

1. Em processos mecanicamente reversíveis, ele primeiramente é comprimido adiabaticamente até 500 kPa, então resfriado a pressão constante de 500 kPa até 30ºC, e, finalmente, expandido isotermicamente ao seu estado original.

Resposta:

Wab = 3,679 KJ; Qab = 0 KJ; ΔUab = 3,679 KJ; ΔHab = 5,15 KJ

Wbc = 1,471 KJ; Qbc = -5,15 KJ; ΔUbc = -3,679 KJ; ΔHab = -5,15 KJ

Wca = -4,056 KJ; Qca = 4056 KJ; ΔUca =  ΔHca = 0

WT = 1,094 KJ; QT = -1,094 KJ; ΔUT =  ΔHT = 0

1. O ciclo atravessa exatamente as mesmas mudanças de estado, porém cada etapa é irreversível com eficiência de 80% comparada ao processo mecanicamente reversível correspondente. Nota: a etapa inicial não pode ser adiabática.

Resposta:

Wab = 4,598 KJ; Qab = -0,92 KJ; ΔUab = 3,679 KJ; ΔHab = 5,15 KJ

Wbc = 1,839 KJ; Qbc = -5,518 KJ; ΔUbc = -3,679 KJ; ΔHab = -5,15 KJ

Wca = -3,245 KJ; Qca = 3,245 KJ; ΔUca =  ΔHca = 0

WT = 3,192 KJ; QT = -3,192 KJ; ΔUT =  ΔHT = 0

Calcule Q, W, ΔU e ΔH para cada etapa do processo e para cada ciclo. Considere Cp = (7/2)R e Cv = (5/2)R.

1. Um gás ideal, com Cp = (5/2)R e Cv = (3/2)R, é levado de P1 = 1 bar e V1 = 12 m3 para P2 = 12 bar e V2 = 1 m3 por intermédio dos seguintes processos mecanicamente reversíveis:

1. Compressão isotérmica;

Resposta: W = 2982 KJ; Q = -2982 KJ; ΔU = ΔH = 0

1. Compressão adiabática, seguido por resfriamento a pressão constante;

Resposta: W = 5106 KJ; Q = -5106 KJ;

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