1. CEUNSP – INSEAD
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA
TERMODINÂMICA II
PROF.: BERNARDINO PEREIRA NETO
EXEMPLOS – 5
1.5 – Um dispositivo cilindro-pistão contém uma mistura saturada líquido-vapor de água a 300 K.
Durante um processo em que a pressão é mantida constante, 750 kJ de calor são transferidos ao
sistema e, como conseqüência, parte do líquido no interior do cilindro evapora. Determine a variação de
entropia do sistema durante o processo.
2.5 – Um dispositivo cilindro-pistão contém 0,001 m3 de líquido saturado de refrigerante-134a
a 20 oC. O pistão se desloca lentamente até que a pressão interna atinja 400 kPa. Admitindo que o
processo de expansão do refrigerante seja isotérmico reversível, determine (a) o calor transferido
durante o processo; (b) o trabalho realizado durante o processo.
3.5 – Vapor úmido inicialmente com título de 85%, expande-se no interior de um dispositivo cilindro-
pistão à temperatura constante de 160 oC como resultado de uma transferência de calor de 1000 kJ/kg.
(a) Calcule o aumento de entropia durante o processo. (b) Determine a pressão final. (c) Calcule o
trabalho realizado durante o processo.
4.5 – Uma bomba de calor de Carnot usa o refrigerante-134a como fluido de trabalho. O refrigerante
sai do evaporador a 0 oC e título de 95% e entra no condensador como vapor saturado. O fluido sai do
condensador no estado de líquido saturado. (a) Determine a temperatura de condensação do
refrigerante. (b) Determine o coeficiente de eficácia da bomba de calor.
5.5 – Uma massa de 2 kg de vapor d'água saturado é totalmente condensada à temperatura de
100 oC como conseqüência da transferência de calor para o ambiente o qual se encontra a 25 oC. Qual
é o acréscimo de entropia (sistema-meio) provocado pelo processo?
6.5 – Um tanque rígido selado contém amônia a 0 oC e título desconhecido. O tanque é aquecido por
água em ebulição a 100 oC até que a pressão e a temperatura no interior do tanque atinjam 1,20 MPa e
100 oC, respectivamente. Determine (a) o título no início do processo; (b) o calor transferido durante o
processo; (c) a entropia gerada no processo.
7.5 – Uma certa massa de água líquida comprimida é aquecida de 10 oC a 80 oC. Calcule a variação
de entropia admitindo calor específico constante e compare o resultado com o obtido do uso das tabelas
da água saturada.
8.5 – Uma fonte térmica a 800 K perde 2000 kJ de calor para um sumidouro a (a) 500 K; (b) 750 K.
Determine qual dos dois processos é mais irreversível.
9.5 – Ar é comprimido no interior de um dispositivo cilindro-pistão de um estado inicial à pressão de
1,0 bar e à temperatura de 290 K até um estado final em que a temperatura é de 330 K e a pressão é
de 6,0 bar. Determine a variação de entropia do ar durante o processo, usando (a) valores de
propriedades da tabela do ar; (b) calores específicos médios (constantes). Compare os resultados.
10.5 – Ar é comprimido no interior de um dispositivo cilindro-pistão de 295 K e 95 kPa em um
processo adiabático reversível. Se a razão de compressão, v1/v2, for igual a 8, determine a
temperatura final do ar (a) considerando calores específicos variáveis; (b) considerando calores
específicos constantes. Compare os resultados.
02/10/2008