L1- Conceitos, definições, conversões e propriedades das substâncias puras..
P1. Considerando a turbina da de uma termoelétrica indicada na figura 1, defina o sistema,
um volume de controle e indique quais os fluxos que atravessam as fronteiras desse volume
(massa e energia).
Figura 1.
r
r
P2. Considere a lista a: p, F, V, v, ρ, T, m,: a , L, t e V na qual p é pressão, F, Força, V,
r
volume, v, volume específico, ρ, massa específica, T, temperatura, m, massa do sistema, a ,
r
aceleração, L, dimensão comprimento, t , tempo e V , velocidade. Separe os componentes
da lista em três grupos: o das variáveis intensivas, o das variáveis extensivas e os
componentes que não são propriedades do sistema. Justifique a classificação.
P3. Um manômetro montado em um tanque indica uma pressão de 1,25 MPa e um
barômetro no mesmo local indica uma pressão de 96 kPa. Determine a pressão absoluta do
tanque em a) MPa; b) kgf/cm2; c) psi; d) em mm de mercúrio . Considere a densidade do
mercúrio como 13,6.
P4. Em que fase se encontra a água, contida em um recipiente de paredes rígidas, em que a
temperatura é de 100 oC e a pressão é de a) 10 MPa, b) 20 kPa.
P5. Em um gerador de vapor industrial a água entra com pressão de 10 bar e temperatura de
150 oC (estado 1). A água sai desse gerador após receber calor em um processo isobárico (a
pressão constante) à temperatura de 250 oC, (estado 2). Pede-se:
a) em que fase se encontram os estados 1 e 2 ?
b) Represente esquematicamente o processo de aquecimento da água nos
seguintes diagramas de propriedades:
b-1) Coordenadas P x T (Pressão versus peratura)
b-2) Coordenadas T x v (Temperatura versus volume específico)
b-3) Coordenadas P x v (Pressão versus volume específico)
P6. Um tanque, cujo volume é de 0,053 m3, contém freon 12, (R-12) a 40 oC. O volume
inicial de líquido no tanque é igual ao volume de vapor. Uma quantidade adicional de Freon
-12 é forçada para dentro do tanque até que a massa total dentro do tanque atinja 45 kg.
Pede-se;
a) Qual o volume final de líquido no tanque admitindo-se que a temperatura seja de 40 oC?
b) Que quantidade de massa foi adicionada ao tanque?
P7. Em uma geladeira domestica, o condensador, que é um trocador de calor de convecção
natural, (fica atrás da geladeira) é projetado para que o refrigerante saia deste no estado de
líquido saturado. Em particular, em uma geladeira domestica cujo refrigerante é o R-134a,
o condensador apresenta problemas e o refrigerante sai com pressão de 1682,76 kPa e título
de 0,15.Determinar;
a) A temperatura e o volume específico do refrigerante neste estado.
b) Esquematizar o processo de resfriamento do refrigerante se este foi resfriado
isobaricamente da temperatura de 90 oC até o estado final, em um diagrama P-h (Pressão v).
P8. Determine o Volume molar de um gás ideal nas condições normais de temperatura e
pressão (as condições normais de temperatura e pressão, CNTP, são 0 oC e 101325 Pascal,
respectivamente.
P9. Calcule a constante particular do gás para o Oxigênio, Nitrogênio, o ar seco e para o
Metano.
P10. Um tanque rígido de 0,25 m3 contém uma substância a 2 MPa e a 17 oC. Estime a
massa de gás usando o diagrama de compressibilidade generalizada considerando que o gás
contido é: N2, , butano e propano..
Obs:
Mm(g/mol)
TC
PC
N2
126,2
3,39
Butano
C4H10
425,2
3,80
Propano
C3H8
369,8
4,25
C= 12,011; Cl= 35,453;F=18,9984 H=1,0079; N=14,0067; O = 15,9994