Este documento contém 10 exemplos de problemas de termodinâmica envolvendo água, propano, amônia e ar. Os exemplos cobrem tópicos como fração de vapor em reservatórios, processos isobáricos e isotérmicos representados em diagramas p-v e T-v, e cálculo de pressões, volumes específicos e massas em diferentes condições de temperatura e pressão.

1. CEUNSP
INSEAD
TERMODINÂMICA I
Prof.: BERNARDINO PEREIRA NETO
LISTA DE EXEMPLOS – 2
EXEMPLO 1.2 - UM RESERVATÓRIO CONTÉM ÁGUA A 100 kPa E TÍTULO DE 10%. DERTERMINE
A FRAÇÃO DO RESERVATÓRIO, EM VOLUME, QUE É OCUPADA PELO VAPOR.
EXEMPLO 2.2 - UM RESERVATÓRIO RÍGIDO FECHADO CONTÉM ÁGUA A 120 oC E TÍTULO DE
25%. A TEMPERATURA DA ÁGUA SOFRE UM ACRÉSCIMO DE 20 oC COMO CONSEQUÊNCIA DA
TRANSFERÊNCIA DE CALOR AO RESERVATÓRIO. ESBOCE O PROCESSO EM UM DIAGRAMA
T – v E DETERMINE A PRESSÃO E O TÍTULO (SE FOR O CASO) NO ESTADO FINAL.
EXEMPLO 3.2 - UMA CERTA MASSA DE ÁGUA NO INTERIOR DE UM DISPOSITIVO CILINDRO-
PISTÃO ENCONTRA-SE, INICIALMENTE, A 150 kPa E TÍTULO DE 25%. A TEMPERATURA DA
ÁGUA SOFRE UM ACRÉSCIMO DE 20 oC EM UM PROCESSO EM QUE A PRESSÃO PERMANECE
CONSTANTE (PROCESSO ISOBÁRICO). ESBOCE O PROCESSO EM UM DIAGRAMA p – v E
DETERMINE O VOLUME ESPECÍFICO DA ÁGUA NOS ESTADOS INICIAL E FINAL.
EXEMPLO 4.2 - O FLUIDO FRIGORÍFICO (REFRIGERANTE) EVAPORA NO INTERIOR DOS TUBOS
DO EVAPORADOR DE UM REFRIGERADOR À TEMPERATURA DE - 20 oC E CONDENSA NO
INTERIOR DA SERPENTINA DO CONDENSADOR À TEMPERATURA DE 40 oC. SE O FLUIDO
FRIGORÍFICO FOR O REFRIGERANTE-134a (R-134a), DETERMINE: (a) AS PRESSÕES NO
EVAPORADOR E NO CONDENSADOR; (b) A VARIAÇÃO DO VOLUME ESPECÍFICO DO
REFRIGERANTE NO EVAPORADOR; (c) A VARIAÇÃO DO VOLUME ESPECÍFICO DO
REFRIGERANTE NO CONDENSADOR.
EXEMPLO 5.2 - UMA MASSA DE ÁGUA CONTIDA NO INTERIOR DE UM DISPOSITIVO CILINDRO-
PISTÃO SOFRE UM PROCESSO ISOTÉRMICO. INICIALMENTE A ÁGUA SE ENCONTRAVA NO
ESTADO DE VAPOR SATURADO À TEMPERATURA DE 100 oC. SABENDO QUE O VOLUME
ESPECÍFICO DA ÁGUA NO ESTADO FINAL É IGUAL A 110% DO VOLUME ESPECÍFICO NO
ESTADO INICIAL, DETERMINE A PRESSÃO NO FINAL DO PROCESSO.
EXEMPLO 6.2 - UM TANQUE RÍGIDO FECHADO, COM VOLUME IGUAL A 15 LITROS, CONTÉM
6 kg DE PROPANO A 20 oC. O TANQUE É ENTÃO AQUECIDO LENTAMENTE. DIGA, E
JUSTIFIQUE, SE O NÍVEL DO LÍQUIDO SUBIRÁ ATÉ O TOPO OU SE DESCERÁ ATÉ O FUNDO AO
FINAL DO PROCESSO. O QUE ACONTECERIA COM O NÍVEL DO LÍQUIDO SE A MASSA DE
PROPANO CONTIDA NO INTERIOR DO TANQUE FOSSE DE 1 kg?
EXEMPLO 7.2 - UM TANQUE RÍGIDO FECHADO, COM VOLUME IGUAL A 1 m3, CONTÉM UM GÁS
A 20 oC E 100 kPa. QUAL SERÁ A MASSA CONTIDA NO INTERIOR DO TANQUE SE O GÁS FOR:
(a) AR; (b) ARGONIO; (c) PROPANO.
EXEMPLO 8.2 - O AR CONFINADO NO INTERIOR D0 PNEU DE UM AUTOMÓVEL ENCONTRA-SE
INICIALMENTE A -10 oC E 190 kPa. APÓS PERCORRER UMA CERTA DISTÂNCIA, A
TEMPERATURA DO AR FOI NOVAMENTE MEDIDA E CONSTATOU-SE QUE ELA ATINGIU UM
VALOR DE 10 oC. CALCULE A PRESSÃO DO AR NO INTERIOR DO PNEU PARTINDO DA
HIPÓTESE DE QUE O VOLUME DO PNEU PERMANEÇA CONSTANTE.
EXEMPLO 10.2 - DETERMINE O VOLUME ESPECÍFICO DA AMÔNIA NO ESTADO EM QUE A
TEMPERATURA E A PRESSÃO SEJAM IGUAIS A, RESPECTIVAMENTE, 0 oC E 140 kPa.
13/03/2008