Termo

Termodinâmica I para Engenharia Química
Prof. Eduardo R. A. Lima
Lista 1
1. Meio mol de um gás ideal se expande isotermicamente (a 27ºC) contra uma pressão constante de 1 atm, até duplicar o seu volume, ficando em equilíbrio com a pressão externa. Calcular a variação de energia interna e de entalpia, o calor fornecido para manter constante a temperatura do gás, e a variação da entropia do sistema.

2. Água líquida a 80oF [26,67oC] escoa em um tubo horizontal, no qual não há transferência de calor e de trabalho com as vizinhanças. Sua velocidade é de 40ft/s [12,19 m/s] em uma seção do tubo com diâmetro interno de 1in [2,54 cm]. A água passa desta seção para outra, onde ocorre um aumento brusco de diâmetro. Qual a variação da temperatura da água se o diâmetro da 2ª seção for de 1,5 in [3,81 cm] ? E se ele for de 3 in [7,62 cm] ?
Qual seria a variação máxima da temperatura para um aumento brusco de diâmetro?

3. Deduza a equação para o trabalho na compressão isotérmica reversível de 1 mol de gás em um dispositivo pistão/cilindro, sendo o volume do gás dado por V = RT/P + b, sendo b uma constante.

4. Dióxido de carbono gasoso entra em um compressor resfriado a água, nas condições iniciais P1 = 15 psia e T1 = 50oF, e é descarregado nas condições finais P2 = 520 psia e
T2 = 200oF. O CO2 alimentado escoa por um tubo de 4 polegadas de diâmetro, a uma velocidade de 20 ft/s, e é descarregado por um tudo de 1 polegada. O trabalho de eixo fornecido pelo compressor é igual a 5.360 Btu/mol. Qual é a taxa de transferência de calor saindo do compressor em Btu/h? Dados: H1 = 307 Btu/lbm ; H2 = 330 Btu/lbm ;
V1 = 9,25 ft3/lbm ; V2 = 0,28 ft3/lbm.

5. Mostre que W e Q são dados por
W   VdP  ( PV )

;

Q  H   VdP

em um processo arbitrário, sem escoamento e mecanicamente reversível.

6. Considerando 1 kg de água líquida [considere Cp = 1 cal/(g.oC) constante] :
a. Inicialmente a 0oC, ela é aquecida, a pressão constante, até 100oC pelo