Questões - Teóricas e Aplicadas - Termodinâmica 2021 2

QUESTÕES TEÓRICAS 1) Por que a Primeira Lei da Termodinâmica é conhecida como a Lei da Conservação da Energia? 2) Diferencie Calor Específico à pressão e à volume constante. QUESTÕES APLICADAS 1) Um vaso rígido contém 2 kg de vapor saturado de água à 100 kPa. O sistema é aquecido até que a temperatura interna se torne igual à 150 °C. Para esse processo, pede-se: a) A pressão e o volume final do sistema. b) O trabalho realizado. NÃO A TRABALHO EM UM VASO RIGIDO. c) O calor transferido durante esse processo. 2) Considere um arranjo cilindro-pistão que inicialmente contém 1,6 m3 de ar à 70 °C e 120 kPa. O ar é então comprimido até que a pressão atinja 200 kPa, num processo politrópico com “n” igual a 1,66. Determine: a) O volume e a temperatura no estado final desse processo. b) O calor transferido neste processo. QUESTÕES TEÓRICAS 1) Por que a Primeira Lei da Termodinâmica é descrita como a Lei que permite fazer Balanço de Energia em sistemas termodinâmicos? 2) Por que, para uma substância pura que se encontra na saturação, a propriedade calor específico (à pressão ou à volume constante) não deve ser usada para determinar o calor transferido ao sistema? QUESTÕES TEÓRICAS 1) Um conjunto cilindro-pistão contém 2 kg de água à 100 °C e x=75%. O sistema é aquecido até que o volume dobre. Para esse processo, pede-se: a) A pressão e o volume final do sistema. b) O trabalho realizado c) O calor transferido durante esse processo. 2) Considere um arranjo cilindro-pistão que inicialmente contém 1,6 m3 de ar a 70 °C e 120 kPa. O ar é então comprimido isotermicamente até que a pressão atinja 250 kPa. Determine: a) O volume no estado final desse processo. b) O calor transferido neste processo. - Avaliando o Gas como Ideal, posso usar as Tabelas ou a Equação de Estado do Gas Ideal !! ρ = P/I_T = m/R.T . . ρo = m.R.To ➔ Po.Vo ➡ m = . . 120.000 x 1,6m3 ➔ 200.000x1,1762 ➔ ρo.VF ➡ Vo ➔ ➔ m = 67,308 km. V.F . . ρo = 200.000 x 1,1762 m3 ➔ 120.000 x 1,6 m3 ➔ To ➔ ➔ V.F = 33.3x16 m 8x3, 84", ! Po ➔ . . m = 67,308 83,4 m/m, 314k dU = dq.P.dV ➔ c.v.dT = Q ➔ ➔ ➔ ΔUsistema ➔ CdT PdV ➔ Q = Qqr ➔ dV = 0 c.v.dΔT + PdV = QVqr ➔ ΔU ➔ ➔ FV ➔ (1 14796 ⎫140 ⎬ Q dU dQ ➔. V = ⎭ J 1 m du = pdv ➔ 0 m ➔ dU = . . Constant ➔ a.v 0 ➔ ➔ O 8 ➔ I ➔ dU ➔ dv ➔ d.v Como o Processoo Sistema Tuburando Com um m = 👉 E → dU ➔ dn ➔ dv ➔ D.V.8 ➔ dA, oV.dOV o cmc ➔ oc ➔ Volume Fixo . dU=o Volume Constante dV e 0 ➔ ➠ é . ç = o ➔ ➔ o ➔ FV ➔ Prav ➔ dU = ! ➔ ➔ ➔ ⎞ É ➔ . e (o A . a1П ➔ ➠ Loco: {Usf-Uo)x massa = (14796 -I 0 ➔ T390, 5 -1/7802) x2kg ➔2kg ➔ =4 ➜c ➔ ➔I Chama + to 14792 ➔ J ➔ Calor ➔ Q ➔ Loco! ➔ Com ➔ ➠ Q = Chao ➕ + Chau Findamentado!! * Questões Teóricas: [1] Porque é a mesma a entrada e saída de energia do sistema. O que ocorre quando o mesmo migra de um estado para outro. [2] Porque durante a saturação o sistema ganha/evapora. Tendo então entrada igual saída/volume de energia. * Questões Teóricas: [1] Conjunto cilindro-pistão m = 2kg de H2O Po = 200° X = 0,75 -> Ex: vapo-|vapo Vsf Analisando estado superior: V1s = 0,001152 @0,97-14(12) Vg = 0,101412 m^3/kg Aquecimento Vf = 3L Estudo Final: Vf = Po . 8,314/Pa = Joha - Como o processo é Isotérmico: Volume Final => Vf = 2500852 m^3/kg -> Po -> 2501547 kg Vf = Po . Joha / Pa V = 2408 m^3/kg h = 2673618 m^2/s -> 1043276 m^2/s pf Vf + (mf - me) = V1 + (Vf - Vo) b) - Fazendo uma interpolação dos dados da tabela a 70: p = 0,1 Mpa VF = 100,000 l/kg 30315 kg = 2738 kg Vf = 2738 l/s 250°C 2500°C = 250852 m^3/kg 541 kg = (30 - 300/2500) 250000 m^3/kg -> 300°C - 250°C - calcular h a) Tratando o ar como gás ideal: po0 plvo = 120 Kpa po = 250 Kpa Vf = 0,768 m^3 Combase5 Isotérmica R v = -R(tf . ln(v0/vo)) m po, vo = 12v0 ln V/80.6 vo = mk Formulando Calculo sobre o Gasto Transitorio: \Delta U = Q + W -> \Delta U = 0 -> Q = -W -> -W -mgz = 0 -> mgz = 0