Departamento de Engenharia Mecânica - PUC–Rio
Fenômenos de Transporte
EXERCÍCIOS DE TERMODINÂMICA
PROCESSOS POLITRÓPICOS
Prof. Washington Braga
1. Pretende-se realizar um processo de expansão com duas substâncias, Hélio
e CO2. A condição inicial é a de pressão igual a 5 MPa e temperatura igual a
600 K, terminando quando a temperatura atingir 1 MPa. O processo desejado é
tal que o seu expoente politrópico é igual a 0,75. Qual substância vai propiciar
o maior trabalho? Tire suas conclusões.
2. Um inventor desenvolveu um compressor que, segundo ele, é capaz de
comprimir ar desde as condições atmosféricas até a pressão de 1,2 MPa e
temperatura 500 K. Supondo que o expoente politrópico seja igual a 1, isto é
possível?
3. Qual é o expoente politrópico de um processo de compressão que sai da
pressão igual a 120 kPa, T = 320 K e atinge a pressão de 800 KPa, gastando
neste processo 174,5 kJ/kg. A substância é N2.
4. Deseja-se comprimir ar desde a pressão de 250 kPa, T = 400 K, até que a
temperatura atinja 800 K, ao longo de um processo politrópico de expoente
1,77. Qual é a pressão final?
5. Na expansão de O2 ao longo de um processo politrópico de expoente n = 1,2,
saindo da pressão de 1200 kPa e temperatura 800 K, o trabalho obtido é igual a
417,6. Determine as condições de saída do O2.
6. Na expansão de CO, utiliza-se um equipamento que faz com que o processo
seja politrópico de expoente 0,47. A condição inicial é 800 kPa e 550 K. Se o
volume específico final for igual a 0,0427 m3/kg, qual a temperatura final? E o
trabalho?
7. Pretende-se comprimir três substâncias, ar, CO2 e N2 desde a pressão
atmosférica, T = 300 K, até a pressão de 580 kPa. Supondo que o expoente
politrópico seja igual a 1,18, qual a substância que desenvolverá a maior
temperatura final?
conclusões?
E qual terá a menor temperatura final?
Quais suas
8. Deseja-se comprimir duas substâncias, O2 e He, desde a pressão 120 kPa, T
= 300 K até a temperatura 600 K, de forma que o trabalho necessário seja
sempre igual a 250 kJ/Kg. Qual substância terá o menor expoente politrópico?
Tire suas conclusões?
9. Deseja-se expandir duas substâncias, ar e argônio, desde a temperatura
800 K, pressão de 800 kPa até a temperatura de 400 K. O processo é
politrópico de expoente n = 1,44. Para qual substância teremos o maior
trabalho produzido? Qual terá a menor pressão final? Tire suas conclusões?