Faculdade Pitágoras
Curso: Engenharia Mecânica
Disciplina: Termodinâmica
Prof.: Agostinho Gomes da Silva
Leitura – Capítulo 4 do livro texto Trabalho
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Turma: ____________________________
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Data: __________________________
1) o valor cobrado pelas companhias de distribuição de energia elétrica é baseado no consumo kWhora. Qual é a unidade deste consumo no SI?
2) A potência máxima do motor de um automóvel é 100 Hp. Qual é a potência máxima desse motor
na unidade do SI?
3) O motor de um carro de corrida apresenta potência de 1200 Hp a 2000 rpm. Determine, nesta
condição, o torque no eixo do motor.
4)Um carro de corrida se desloca a 100 km/h. Sabendo que potência desenvolvida pelo motor é de
1200 Hp, determine o módulo da força que atua sobre os pneus do carro.
5) Um cilindro hidráulico, com área da seção transversal igual a 0,01 m2 , deve levantar uma massa
de 1.000 kg. Sabendo que o curso do movimento deve ser igual a 5 m, determine a pressão interna
necessária e o trabalho realizado no processo.
R: 981 kPa e 4905 J
6)O contido num conjunto cilindro-pistão deve realizar um trabalho de 2,5 kJ. A pressão no ar está
limitada a 500 kPa e o deslocamento desejado para o pistão é 0,5 m. Neste condições, determine o
diâmetro interno do cilindro.
R: 0,113 m
7) Considere duas amostras de gás perfeito no mesmo estado termodinâmico. A amostra 1 sofre um
processo de expansão isotérmica até que o volume da amostra dobre. A amostra 2 sofre um
processo de expansão politrópico, com n=1,25, até que o volume dobre. Qual processo produzirá
maior trabalho?
8) Um elevador levanta uma carga de 100 kg durante 1 minuto com uma velocidade constante.
Sabendo que a distância percorrida pela carga é 10 m, determine o trabalho total e a potência
envolvida no processo.
R: 9807 J
9) um conjunto cilindro-pistão opera a pressão constante e, inicialmente, contém 0,2 kg de vapor
saturado de água a 400 kPa. O conjunto é resfriado até que o volume se torne igual a metade do
inicial. Determine o trabalho realizado nesse processo.
R: -18,5 kJ
10) Um conjunto cilindro-pistão contém ar. Inicialmente, o ar está a 600 kPa, 290 K e o volume
ocupado pelo ar é 0,01 m3. Um processo a pressão constante é realizado e detecta-se o
fornecemento de 54 kJ de trabalho. Determine o volume e a temperatura no final do processo.
R: 2900 K
11) Um conjunto cilindro-pistão, com área da seção transversal igual a 0,25 m2, opera a pressão
constante e contém água. Inicialmente, a água se encontra como vapor saturado a 200 kPa e a
distância entre o pistão e o fundo do cilindro é 0,1 m. Transfere-se calor para a água até que sua
temperatura se torne igual a 200
. Determine o trabalho realizado nesse processo.
R: 1,1 kJ
12) Um conjunto cilindro-pistão sem atrito contém 5,0 kg de vapor de refrigerante R-134a, a 1000 kPa e
140
. O sistema é resfriado a pressãoc constante, até que o refrigerante apresente título iguao a
0,25. Calcular o trabalho realizado durante esse processo.
R: -128,7 kJ
13) Um conjunto cilindro-pistão apresenta inicialmente um volume de 0,1 m3 e contém 1 kg de água
a 20
. O pistão é travado e transfere-se calor ao conjunto até que a água atinja o estado de
vapor saturado. Determine a temperatura e a pressão no final deste processo. Qual é o trabalho
realizado?
R: 211,7
14) Um conjunto cilindro-pistão contém 0,5 kg de ar. Inicialmente, a temperatura e a pressão do ar
são iguais a 500 K e 500 kPa. O ar então se expande, num processo onde a pressão cai linearmente
com o volume até que a temperatura e a pressão do ar se tornem iguais a 100 kPa e 300 K.
Determine o trabalho realizado no processo.
R: 86,1 kJ
15) Um conjunto cilindro-pistão contém, inicialemente, 0,1 m3 de um gás a 1,0 Mpa e 500 . O gás é
então expandido num processo onde PV = cte. Admitindo que a pressão final seja igual a 100 kPa,
determine o trabalho envolvido neste processo.
R: 230,3 kJ
16) Uma amostra de gás Hélio expande-se do estado inicial (p = 125 kPa, T = 350 K e V = 0,25 m3 ) até
o estado final onde p = 100 kPa. Sabendo-se que a expansão é politrópica, com n=1,667, determine
o trabalho realizado no processo.
R: 4,09 kJ
17) Um conjunto pistão – cilindro contém 0,1 kg de ar. Incialmente, a temperatura e a pressão são
iguais a 400 K e 100 KPa. O ar é comprimido, segundo um processo politrópico com n=1,3, até que a
pressão se torna igual a 300 kPa. Qual é o trabalho realizado sobre o ar nesse processo? R: -477 kJ
18) Considere o processo composto pelas operações:
a) expansão de 0,1 m3 a 0,2 m3 numa pressão constante e igual a 150 kPa e
b) expansão desde o final da parte (a) até 0,4 m3 com a pressão aumentando linearmente até 300
kPa. Construa o diagrama p-V deste processo e determine o trabalho realizado pelo movimento de
fronteira.
R: 60,0 kJ
19) O conjunto-pistão cilindro mostrado na figura contém ar. Inicialmente o ar está a 150 kPa e 400
. O conjunto é então resfriado até 20 . Pergunta-se:
a) O pistão está encostado nos apoios no estado final?
b) Qual é o trabalho por unidade de massa realizado neste processo? R: -96,6 kJ/kg
1m
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