Termodinâmica Aplicada - Lista de Exercícios Resolvidos e Problemas

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL ÁREA DO CONHECIMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA E DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA DISCIPLINA TERMODINÂMICA APLICADA FBX4073A TDE 2 RELATIVO À COMPOSIÇÃO DA NOTA 2 SEM 234 VALE 5050 GRUPO IDENTIFIQUE CLARAMENTE AS EQUAÇÕES E AS HIPÓTESES SIMPLICADORAS USADAS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS ABAIXO 1 Um conjunto cilindropistão contém ar que passa pelo ciclo mostrado na figura abaixo Os processos 1 2 e 3 4 são isotérmicos ocorrendo a 600 K e 300 K respectivamente No ponto 3 a pressão é de 75 kPa e na tabela são indicados alguns valores Preencha as lacunas em branco demonstrando os valores obtidos e encontre as demais pressões e todos os volumes específicos conhecendose as seguintes relações termodinâmicas onde k é o coeficiente isentrópico vale 1050 Pelos valores de volume específico e pressão que você obteve veja se é necessário alterar um pouco o gráfico da figura ao lado Processo q kJkg w kJkg u kJkg 1 2 250 2 3 0 22074 3 4 125 4 1 0 22074 Ciclo 12341 2 Um conjunto cilindropistão sendo o pistão muito fino de massa desprezível e não transmite calor A área da seção transversal do cilindro é de 012 m2 e tem altura total de 108 m Conforme mostra a figura abaixo acima do pistão há óleo a 20 C cuja massa específica é de 835 kgm³ Dentro do cilindro e abaixo do pistão há sendo o volume e temperatura de 028 m3 e 29815 K respectivamente Pelo fundo do cilindro ocorre transferência de calor para o provocando a expansão do mesmo o que faz o pistão subir Isso faz despejar gradativamente o óleo para fora do cilindro pela sua borda superior O processo termina quando o pistão alcança o topo do cilindro Encontre para o processo a massa de vale 1050 3A Uma carga sistema de 1000 kg deve ser içada por um guindaste a uma altura de 150 m sendo de 60 s o tempo para realizar tal operação Encontre a potência kW que o guindaste deve usar para realizar a citada operação e interprete o sinal da potência encontrada Faça uma tabela da potência pelo tempo fazendo o t variar de 0 a 240 s de 30 em 30 s 3B Um veículo sistema esportivo de massa igual a 1640 kg acelera no plano de 0 a 100 kmh em 27 s o que é feito em 80 m Encontre a potência média kW que o motor do veículo precisa para atingir a marca mencionada vale 1050 4 Uma turbina adiabática é alimentada por argônio a 900 kPa e 450 C com uma velocidade de 85 ms sendo descarregado a 150 kPa e velocidade de 152 ms A tomada de entrada da turbina tem área de 58 cm2 Sabe se que a potência desenvolvida pela turbina é de 254 kW Encontre a temperatura de descarga do argônio em ºC e K e as vazões volumétricas na tomada de entrada e de descarga da turbina Mostre o processo no diagrama e no diagrama indicando todos os valores encontrados vale 1050 5 Uma válvula de expansão é alimentada com líquido saturado de refrigerante R410A a pressão de 21402 kPa sendo expandido para a pressão de 5731 kPa Nessa pressão o refrigerante R410A entra em um evaporador com capacidade de transferência de calor de 15 kW Na saída do evaporador o refrigerante está no estado de vapor saturado Encontre a as temperaturas de entrada e de saída do R410A através da válvula de expansão e seu volume específico na saída b o fluxo de massa de R410A através do evaporador c as vazões volumétricas na entrada e na saída do evaporador em m³h d Mostre os processos no diagrama e no indicando todos os valores obtidos vale 1050