Termodinamica - exercicios

TERMODINÂMICA
2012/13

I.
1-

Introdução
Água líquida a 100 oC e 1 bar tem uma energia interna (numa escala arbitrária) de
419.0 kJ kg-1 e um volume específico de 1.044 cm3 g-1.
a)
b)

2-

Qual a sua entalpia?
A água é vaporizada até ao estado final de 200 oC e 800 kPa, correspondendo-lhe uma entalpia de 2 838.6 kJ kg-1. Determine ∆H e ∆U para este processo. O volume específico deste vapor é 260.79 cm3 g-1.

5 moles de azoto a 80 oC estão contidos num reservatório rígido.
a)

b)

Desprezando a capacidade calorífica do reservatório, determine a quantidade de calor que é necessário adicionar ao sistema para elevar a temperatura até
300 oC.
Se o reservatório tiver uma massa de 100 kg e uma capacidade calorífica de
0.5 J g-1 oC-1, determine a quantidade de calor que é necessário adicionar ao sistema para atingir a mesma temperatura final.

Dados:
Para o azoto suponha:
Cv = 20.8 J mol-1 oC-1
Cp = 29.1 J mol-1 oC-1
3-

Três libras mol de azoto a 450 oF estão no interior de um conjunto cilindro/pistão. Determine a quantidade de calor que deve ser retirada do sistema, mantendo a pressão constante, para arrefecer o gás até 100 oF. Despreze a capacidade calorífica do pistão e do cilindro.
Dados:
Para o azoto considere:

Cv = 5 Btu (lb mol)-1 (oF)-1
Cp = 7 Btu (lb mol)-1 (oF)-1

1

TERMODINÂMICA
2012/13
II. 1ª Lei da Termodinâmica
1-

Um mol de um gás ideal, Cp = (7/2) R e Cv = (5/2) R, sofre uma variação de estado de 10 bar e 0.005 m3 para 1 bar, através de cada um dos seguintes processos reversíveis:
a)

A volume constante.

b)
c)

A temperatura constante.
Adiabaticamente.

Para cada um destes processos calcule W, Q, ∆U e ∆H.
2-

Considere um tanque munido com um agitador, como se mostra na figura. O tanque contém inicialmente 0.50 m3 de hélio a 1 atm e 26 ºC. O agitador é accionado até que a pressão no tanque atinja 2 atm. Durante este processo, as perdas de calor para o meio ambiente, a 25 ºC, são