Faculdades Educacionais de Araucária – FACEAR

Lista de exercícios para o exame final de Termodinâmica
Curso: Engenharia de Produção
Professor: Ricardo Canute Kamikawachi
2º semestre de 2008
1. Um tanque cilíndrico possui um pistão bem ajustado que permite alterar o
volume do cilindro. O tanque inicialmente contém 0,110 m3 de ar a uma pressão
de 3,4 atm. O pistão é lentamente puxado para fora até que o volume do gás
aumenta para 0,390 m3. Sabendo que a temperatura permaneceu constante, qual
é a pressão final? Resp. 0,959 atm
2. Em um motor V8, no inicio da compressão, um dos cilindros contém 0,499 cm3
de ar sob pressão atmosférica (1,01 x 105 Pa) e temperatura igual a 27 ºC. No
final do tempo de compressão, o ar foi reduzido até um volume igual a 46,2 cm 3
e a pressão cresceu até 2,72 x 106 Pa. Calcule a temperatura final. Resp 503 ºC
3. Um conjunto cilindro pistão contém, inicialmente, 0,1 m3 de um gás a 1 MPa e
500 ºC. O gás é então expandido num processo onde pV = constante. Admitindo
que a pressão final seja igual a 100 kPa, determine o trabalho envolvido no
processo. Resp. 230,258 kJ
4. Calcular a quantidade de calor que deve ser fornecido a um sistema constituído
por um cilindro com um êmbolo que se movimenta levantando um corpo. O
peso total do êmbolo e do corpo é de 500 kgf e a área do êmbolo é de 100 cm2.
Na situação inicial a altura do êmbolo é de 50 cm acima da base do cilindro e na
situação final é de 1,5 m. No inicio há uma mistura de líquido e vapor de água
com título de 25%. Resp. 29 kcal
5. A figura a seguir representa um tanque contendo 200 kg de uma mistura de
líquido e vapor de água com título de 2% e pressão e 5 kgf/cm2. Uma fonte
externa fornece calor ao tanque, fazendo com que a água se vaporize, elevando a
pressão interna. Quando a pressão atinge 10 kgf/cm2, a válvula abre-se
automaticamente, permitindo a passagem do vapor para a turbina. Com o
consumo do vapor, a quantidade de água no estado líquido dentro do tanque se
reduz para 20 kg. Nesse instante fecha-se a válvula e cessa o fornecimento de
calor. Supondo-se que durante o funcionamento da turbina a pressão do vapor
seja 10 khf/cm2, calcular:
a. o volume do tanque; resp. 1,74 m3
b. a massa de líquido e vapor no instante final; resp. 28,675 kg
c. a potência desenvolvida pela turbina sabendo-se que ela funcionou
durante 3 horas. Resp. 1399,15 kcal/h
O vapor sai da turbina saturado e seco a uma pressão de 1 kgf/cm2.
ALÉM DESTES EXERCÍCIOS RECOMENDA-SE ESTUDAR TAMBÉM
OS EXERCÍCIOS DAS LISTAS (1ª E 2ª) ENTREGUES AO LONGO DO
SEMESTRE.