Lista 4 - Propriedades das Substâncias Puras - 2024-1

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Departamento de Engenharia de Alimentos Fundamentos de Engenharia de Alimentos – ZEA0361 Profa. Juliane Viganó ___________________________________________________________________________ R. Duque de Caxias, 225 - Jardim Elite, Pirassununga - SP, 13635-900 1 Lista de Exercícios 4 – Propriedades das Substâncias Puras Curso: Engenharia de Alimentos Disciplina: Fundamentos de Engenharia de Alimentos – ZEA0361 Docente: Profa. Dra. Juliane Viganó Exercício 1. Conceitue propriedade termodinâmica? Qual a diferença entre propriedade termodinâmica extensiva e intensiva. Dê exemplos. Exercício 2. Conceitue estado termodinâmico? Exercício 3. Defina fase e mudança de fase. Dê exemplos. Exercício 4. Diferencei sistema homogêneo e heterogêneo. Como são calculadas propriedades termodinâmicas intensivas e extensivas em sistemas heterogêneos? Exercício 5. Defina líquido comprimido, líquido saturado, vapor saturado e vapor superaquecido. Considerando uma determinada quantidade de água como sistema, escolha, nas tabelas de vapor da água, condições de temperatura e pressão para cada um desses estados e caracterize o sistema em relação ao volume específico, energia interna específica, entalpia específica e entropia específica. Exercício 6. Conceitue título ou qualidade de uma mistura líquido e vapor? Exercício 7. Defina os processos isobárico, isotérmico, isocórico, isoentálpico e isentrópico. Exercício 8. Desenhe os diagramas T vs. V, P vs. V, P vs. H. Identifique no diagrama líquido comprimido, líquido saturado, mistura líquido-vapor, vapor saturado, vapor supercrítico e fluido supercrítico. Nos diagramas P vs. V e P vs. H, desenhe uma isoterma inferior a isoterma crítica e identifique a pressão de saturação e o volume e a entalpia do líquido e vapor saturado. No diagrama T vs. V, desenhe uma isobárica inferior a isobárica crítica e identifique a temperatura de saturação e o volume do líquido e vapor saturado. Nos três diagramas, identifique o ponto crítico. Exercício 9. Em que estado se encontra a água a: a) 50 °C e 12,349 kPa; b) 140 °C e 0,3613 MPa; c) 180 °C e 10,021 bar; d) 293,15 K e 2339 Pa; e) 300 °C e 8,581 MPa; f) 170,43 °C e 0,8 MPa; UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos Departamento de Engenharia de Alimentos Fundamentos de Engenharia de Alimentos – ZEA0361 Profa. Juliane Viganó ___________________________________________________________________________ R. Duque de Caxias, 225 - Jardim Elite, Pirassununga - SP, 13635-900 2 g) 369,89 °C e 210 bar; h) 0,01 MPa e 900 °C; i) 320 °C e 300 bar; j) 313,15 K e 50 bar; k) 400 °C e 350 bar; l) 1000 °C e 0,01 MPa. Exercício 10. Encontre a pressão, o volume específico, a entalpia específica, a energia interna específica e a entropia específica do líquido saturado e vapor saturado da água a: a) 28 ºC; b) 62 ºC; Exercício 11. Dados os seguintes estados: a) 213 °C e 0,3 MPa; b) 370 °C e 1,4 MP; c) 442 °C e 30 MPa; Encontre a pressão, o volume específico, a entalpia específica, a energia interna específica e a entropia específica. Exercício 12. Um vaso fechado contém 2,1 kg de líquido e 7,9 kg de vapor. Calcule o volume específico, a energia interna específica, a entalpia específica e a entropia específica para os seguintes estados: a) 60 °C; b) 133 °C; c) 0,6 MPa. Exercício 13. Vapor de água a 10 MPa e 450 °C sofre uma expansão Joule-Thomson para 0,5 MPa. Determine a temperatura do vapor após a expansão usando: a) Diagrama de Mollier para a água; d) Tabelas de vapor da água. Dica: expansão Joule-Thomson ocorre a entalpia constante Exercício 14. Um tanque rígido contém 110 kg de água no estado de líquido saturado a 83 ºC. Determine a pressão no tanque e o volume do tanque. Exercício 15. Uma massa de 1000 g de água no estado líquido saturado é completamente vaporizada à temperatura constante a pressão de 80 kPa. Determine a variação do volume do sistema. Exercício 16. Um tanque rígido contém 150 kg de água a 55 °C. Se 6,5 kg de água estiver na forma líquida e o restante na forma de vapor, determine: a) a pressão no tanque; b) o volume do tanque.