LISTA DE EXERCÍCIOS PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS

LISTA DE EXERCÍCIOS PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS

Ex 01 – Utilizando as tabelas para a água, determine os dados das propriedades especificadas nos estados indicados. Para cada caso, localize o estado manualmente a partir de esboços de diagramas p–υ  e T–υ.

1. A p = 2 MPa, T = 300°C, determine u em kJ/kg.

1. A p = 2,5 MPa, T = 200°C, determine u em kJ/kg.

1. A T = 80°C, x = 50%, determine ū em kJ/kg.

1. A p = 700 kPa, T = 150°C, determine h em kJ/kg.

1. A p = 1,5 MPa, υ = 0,2095 m3/kg, determine h em kJ/kg.

Ex 02 – Utilizando as tabelas para a água, determine os dados das propriedades especificadas nos estados indicados. Para cada caso, localize o estado manualmente a partir de esboços de diagramas p–υ e T–υ.

1. A p = 3 bar, υ = 0,5 m3/kg, avalie T em °C e u em kJ/kg.

1. A T = 320°C, υ = 0,03 m3/kg, avalie p em MPa e u em kJ/kg.

1. A p = 28 MPa, T = 520°C, avalie υ em m3/kg e h em kJ/kg.

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1. A T = 10°C, υ = 100 m3/kg, avalie p em kPa e h em kJ/kg.

1. A p = 4 MPa, T = 160°C, avalie υ em m3/kg e u em kJ/kg.

Ex 03 – Um tanque contém uma mistura líquido-vapor de Refrigerante 22 a 10 bar. A massa do líquido saturado no tanque é 25 kg e o título é 60 %. Determine o volume do tanque, em m3, e a fração do volume total ocupado pelo vapor saturado.

Ex 04 – Um tanque de 1 m3 contém uma mistura líquido-vapor de CO2 a –17°C. O título da mistura é 0,7. Para o CO2 a – 17°C, υf = 0,9827 3 10–3 m3/kg e υg = 1,756 3 10–2 m3/kg. Determine a massa de líquido saturado e vapor saturado presentes no sistema, em kg. Qual é a fração do volume total ocupada pelo líquido saturado?

Ex 05 – Amônia, inicialmente a 6 bar e 40°C, é submetida a um processo sob volume especifico constante até uma pressão final de 3 bar. Determine, para o estado final, a temperatura em °C e o título. Localize estes estados em um diagrama esquemático T–υ.

Ex 06 – Um tanque rígido fechado, de 1,5 m3 de volume, contém Refrigerante 134a, inicialmente como uma mistura bifásica líquido-vapor a 10°C. O refrigerante é aquecido até um estado final, em que a temperatura é de 50°C e o título é de 100%. Localize os estados inicial e final em um esboço do diagrama T–υ. Determine a massa de vapor presente nos estados inicial e final, ambas em kg.

Ex 07 – Um quilograma de água se encontra inicialmente no ponto crítico.

1. Se a água é resfriada a volume específico constante até a pressão de 30 bar, determine o título no final do estado.

1. Se a água passa por uma expansão a temperatura constante até a pressão de 30 bar, determine o volume específico no final do estado, em m3/kg. Mostre cada processo em um diagrama T–υ.

Ex 08 – Um sistema contendo 2 kg de Refrigerante 134A é submetido a um processo politrópico em um arranjo pistãocilindro desde um estado inicial de vapor saturado a 2 bar até um estado final sob 12 bar e 80°C. Determine o trabalho realizado durante o processo, em kJ.

Ex 09 – Água, inicialmente como vapor saturado a 4 bar, está contida em um recipiente rígido fechado. A água é aquecida até que sua temperatura atinja 400°C. Para a água, determine o calor transferido durante o processo, em kJ/kg. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial.

Ex 10 – Um tanque rígido fechado está cheio de água, que se encontra inicialmente no ponto crítico. A água é resfriada até que atinja a temperatura de 200°C. Para a água, mostre o processo em um esboço do diagrama T–υ e determine o calor transferido, em kJ/kg.

Ex 11 – O gás Refrigerante 22 é submetido a um processo isobárico em um sistema pistão-cilindro desde vapor saturado a 4 bar até uma temperatura final de 30°C. Desconsidere as contribuições de energia cinética e potencial. Represente o processo em um diagrama p–υ. Calcule o trabalho e a transferência de calor, em kJ/kg.

Ex 12 – De um estado inicial em que a pressão é p1, a temperatura é T1, e o volume é υ1, vapor d’água contido no interior de um conjunto cilindro- pistão passa por cada um dos seguintes processos:

Processo 1-2: temperatura constante de p2 = 2 p1.

Processo 1-3: volume constante de p3 = 2 p1 

Processo 1-4: pressão constante de V4 = 2V1 

Processo 1-5: temperatura constante de V5 = 2V1 

Esboce cada processo em um diagrama p–V, identifique o trabalho por meio da área no diagrama, e indique se o trabalho é realizado pelo ou sobre o vapor d’água.

Ex 13 – Água em um conjunto cilindro-pistão, inicialmente à temperatura de 99,63°C e um título de 65%, é aquecida a pressão constante até a temperatura de 200°C. Se o trabalho durante o processo for de +300 kJ, determine (a) a massa da água, em kg, e (b) a quantidade de calor transferida, em kJ. Variações das energias cinética e potencial são desprezíveis.