Lista de Exercícios Resolvidos - Termodinâmica e Gases

EXERCÍCIOS DE TCM 1 Um galpão para armazenamento de materiais eletrônicos possui as dimensões 10 x 8 x 5 m e temperatura de 29ºC está totalmente vedado e preenchido com gás argônio a fim de que evite a oxidação desses materiais Sabendo que o gás argônio possui massa molar de 3995 gmol e que esteja a uma pressão de 1 013 105 Pa a Qual a densidade do gás argônio presente nesse galpão b Considerando que gás de dentro do galpão deverá baixar a temperatura para 25ºC determine o calor que deverá ser retirado desse ambiente c Caso haja frestas qual o calor que deverá ser retirado do sistema para a temperatura de 25ºC considere que não haja escape ou entrada de gás no galpão durante o processo 2 Um recipiente indilatável está com ar na pressão de 1 atm Sabendo que esse recipiente possui 41 litros e que a temperatura inicial do sistema esteja a 23ºC determine a A temperatura que o sistema deverá estar para que no seu interior seja atingido a pressão de 25 atm b A variação de energia interna a fim de atingir a pressão de 25atm considerando que o ar possui em sua maioria moléculas diatômicas c O calor que o sistema deverá absorver para que possa atingir 25atm 3 Num calorímetro há 200 g de água a 20ºC e 50 g de pó de ferro a 80 C Sabendo que o calor específico do ferro seja um décimo do calor específico da água determine a temperatura de equilíbrio do sistema 4 Um sistema de arrefecimento é composto por um fluxo de água a 2 kgs numa temperatura de 20ºC que perpassa um tarugo contínuo de uma espécie de aço com velocidade constante que adentra nessa água Considerando que a temperatura final do sistema é de 90ºC determine o fluxo de aço que adentra no sistema 5 Uma determinada resistência elétrica dissipa 8380 W Um banho confortável deve atingir uma temperatura de 31ºC Se a água adentra com uma temperatura de 29ºC a um sistema onde está essa resistência qual deverá ser o fluxo mássico para que a água possa atingir a temperatura desejável 6 Um aparelho de microondas de potência 500 W deverá aquecer 200 g de gelo a 10ºC até atingir 90ºC qual deverá ser o tempo necessário para ocorrer esse aquecimento Cgelo05 calgC Cágua1 calgC Lf80 calg 7 Certa massa de ar está encerrada num recipiente de 08m³ com a pressão de 1 105 Pa e a 30C e experimenta uma expansão isotérmica a fim de atingir o volume de 15m³ a Determine a pressão do ar no volume atingido b Determine o trabalho realizado durante a expansão c Qual o calor recebido pelo sistema durante a expansão 8 O massflow é um dispositivo eletrônico capaz de controlar a pressão e a temperatura Um massflow é colocado num sistema gasoso a fim de controlar uma expansão isobárica de 15 105 Pa O sistema gasoso é composto por gás carbônico de massa molar de 44gmol que preenche 02 m³ e depois conforme aumenta a temperatura e mantém a pressão constante passa a ter 05m³ Se a temperatura inicial é de 21ºC determine a A temperatura ao final da expansão b O trabalho realizado c A densidade do gás na situação inicial d O calor absorvido pelo sistema e O calor molar a pressão constante e o volume constante 9 Uma usina termoelétrica deve operar como uma máquina térmica de rendimento de 40 A usina deverá realizar potência útil de 120 MW e deverá ser alimentada com querosene e deverá ser arrefecida com água Determine o fluxo mássico de queima de querosene e fluxo mássico de arrefecimento 10 Uma bomba de calor possui a eficiência de 055 e possui uma bomba elétrica de 600W Determine a potência de aquecimento 11 Uma geladeira possui um motor elétrico de 800 W Sabese que a eficiência de operação é de 125 Determine a potência do irradiador 12 Uma máquina térmica opera pelo Ciclo de Carnot com o rendimento de 058 Considerando que a potência útil seja de 1800 kW e que a temperatura do meio arrefecedor seja de 40ºC determine a A potência de arrefecimento e a potência de aquecimento b Qual a temperatura gasosa do meio aquecido