Questões Termodinâmica

Questões Termodinâmica
1. Qual a diferença entre um sistema e um volume de controle?
2. Quais os tipos de sistemas? Explicar.
3. O que é “propriedade” de uma substância?
4. O que são propriedades intensivas e extensivas? Exemplificar.
5. Qual a lei zero da termodinâmica?
6. O que é equilíbrio térmico? Qual a diferença para equilíbrio ou “quase-equilíbrio” termodinâmico?
7. O que é processo?
8. O que é transformação?
9. Quais os tipos de transformações termodinâmicas? Explicá-las.
10. Qual a diferença entre transformação isométrica e isocórica? Explicar.
11. O que é ciclo termodinâmico?
12. Pode um sistema receber calor e mesmo assim manter a temperatura constante? Explicar.
13. Qual a primeira lei da termodinâmica? Explicar para sistemas, processos e ciclos.
14. Pode uma máquina térmica apresentar reversão de ciclo? Por que? Explicar.
15. Uma panela de cobre de 150 g contém 220 g de água, ambas a 20,0°C. Um cilindro de cobre muito
quente de 300 g é colocado dentro da água, fazendo com que ela ferva, com 5,00 g sendo convertidos
em vapor. A temperatura final do sistema é 100°C. (a) Quanto calor foi transferido para a água? (b) E
para a panela? (c) Qual era a temperatura inicial do cilindro?
16. Uma pessoa faz uma quantidade de chá gelado, misturando 500 g de chá quente (essencialmente
água) com a mesma massa de gelo em seu ponto de fusão. Se o chá quente estava inicialmente a (a)
90°C e (b) 70°C, qual a temperatura e massa de gelo restante quando o chá e o gelo atingirem a
mesma temperatura (equilíbrio térmico)?
17. Uma amostra de gás se expande de 1,0 a 4,0 m3, enquanto sua pressão diminui de 40 para 10 Pa.
Quanto trabalho é realizado pelo gás, de acordo com cada um dos três processos mostrados no gráfico
P-V da Fig. 20-17?
18. Suponha que uma amostra de gás se expanda de 1,0 para 4,0 m3, através do caminho B no gráfico P-V
mostrado na Fig. 20-17. Ela é então comprimida de volta para 1,0 m3 através do caminho A ou C.
Calcule o trabalho total realizado pelo gás para ciclo total, cada caso.
19. Um gás dentro de uma câmara passa pelo processo mostrado no gráfico P-V da Fig. 20-21. Calcule o calor
total adicionado ao sistema durante um ciclo completo.
20. Considere o seguinte ciclo de um motor térmico. A pressão no vértice C vale 106000Pa, no vértice D
vale 35334Pa, e as temperaturas nos vértices A, D e B do gráfico valem 300K, 424K e 900K,
respectivamente. O motor realiza 15 ciclos por segundo. Nestas condições, pede-se determinar o
trabalho total do motor (15 ciclos), a variação de calor correspondente.
21. Uma resistência elétrica colocada em um tanque com líquido, fornece ao líquido 10kW em 3 minutos.
Neste intervalo de tempo um agitador é usado para uniformizar a temperatura do líquido, consumindo
2kW de potência. Sabendo que perde-se cerca de 3kW de potência durante o período indicado através
da isolação térmica do tanque, pede-se determinar a variação de energia interna do líquido em kJ.
22. Um botijão feito de aço tem volume constante de 0,5 m3 e contém CO2 inicialmente à 27°C com
pressão efetiva de 14.105 N/m2. Um pequeno vazamento de gás foi verificado, uma vez que a pressão
efetiva alterou para 12.104 kgf/m2. Nestas condições determinar a massa de CO2 que escapou.
23. Comprime-se adiabaticamente 1kg de ar desde a pressão de 1 Bar até a pressão de 7kgf/cm2. Sabendose que a temperatura inicial é de 21°C, calcular o volume, a temperatura final e o trabalho empregado
na compressão em kJ.
24. Numa instalação termoelétrica são conhecidos os seguintes dados: P1=0,5Bar; P2=75Bar; vazão em
massa 20kg/s; entropia h1=340,6kJ/kg, h2=348,26kJ/kg, h3=2766kJ/kg e h4=1999 kJ/kg. Nestas
condições pede-se calcular o trabalho fornecido à bomba, o calor fornecido pela caldeira, o trabalho
gerado pela turbina e o calor consumido pelo condensador.