Texto  Exercícios Propostos 1
 

Exercícios propostos pelo professor:


Exercício 1

Determine o sinal das transferências de energia por meio de trabalho associadas com os processos descritos a seguir. Os sistemas estão identificados por meio de aspas. As transferências de energia na forma de trabalho são reversíveis?

  1. Um "balão" que está inicialmente vazio é enchido vagarosamente. O material do balão não é elástico, e portanto não se distende.
  2. Um "balão" que está inicialmente vazio é enchido vagarosamente. O material do balão é elástico, e portanto pode se distender.
  3. O balão é enchido vagarosamente com "gás Hélio" de um tanque rígido que contém Hélio comprimido. Considere o "Hélio" contido no balão mais o tanque como o sistema.
  4. "Hélio" contido em um balão vaza gradualmente para a atmosfera, murchando o balão progressivamente. A pressão do Hélio no interior do balão é maior do que a pressão atmosférica quando isso acontece.
  5. Um balão cheio de "Hélio", a uma pressão ligeiramente superior que a atmosférica, é espetado com uma agulha. O balão explode e o Hélio escapa para a atmosfera.

 

Exercício 2

  1. Um corpo é dotado de uma aceleração igual a 1,0 ft/s2. Sabendo que a força resultante sobre o corpo é de 1,0 lbf, calcule a massa do corpo.
  2. A força resultante sobre um corpo é igual a 1,0 kgf. Sabendo que a aceleração do corpo é 1m/s2, calcule a massa do corpo.
  3. Um corpo é dotado de uma aceleração igual a 1,0 m/s2. Sabendo que a força resultante sobre o corpo é de 1,0 N, calcule a massa do corpo.

 

Exercício 3

Uma película fina, com 1 mm de espessura, de um material com massa específica de 1000 kg/m3, estende-se sobre uma superfície horizontal de 1 metro quadrado. Sabendo que a aceleração da gravidade nesse local é de 9,8 m/s2, calcule a pressão que esse material exerce sobre o solo devido a seu peso.

Qual deveria ser a espessura desse material para que a pressão sobre o solo fosse de 1 bar?

 

Exercício 4

Um ciclo de potência é caracterizado por uma sucessão de quatro processos reversíveis, sofridos por um sistema constituído por 10 kmol de um gás perfeito:

     1-2 : compressão isotérmica;
     2-3 : compressão adiabática;
     3-4 : expansão isotérmica;
     4-1 : expansão adiabática.

Considere que Cp do gás é constante e igual a 20,8 kJ/kmol K.
A pressão e temperatura mínimas do ciclo são 100kPa e 300K, respectivamente.
A pressão máxima do ciclo é 1MPa, e a temperatura máxima é de 600K.

  • Esquematize o ciclo num diagrama P em função de v.
  • Calcule o trabalho e o calor em cada processo (use a convenção de sinais da Termodinâmica).
  • Calcule o trabalho líquido desenvolvido e o calor líquido trocado com o meio em cada ciclo.
  • Se um motor executa esse ciclo 1000 vezes por minuto, qual será a potência desenvolvida (kW) pelo motor?
  • Calcule o rendimento térmico desse ciclo motor.
  •  

    Veja também os exercícios propostos no final dos capítulos do livro-texto (Moran & Shapiro):