Lista 4- Análise da Energia dos Sistemas Fechados Calores Específicos e Processos Politrópicos-2021 2

Lista 4- Análise da Energia dos Sistemas fechados, calores específicos e processos politrópicos Sistema fechados 1) Dois kg de água a 200 kPa com título de 25% tem sua temperatura elevada em 20oC em um processo de pressão constante. Qual é a mudança na entalpia? 2) Um cilindro equipado com um pistão sem atrito contém 2 kg de vapor refrigerante R-134a superaquecido a 350 kPa, 100oC. O cilindro agora é resfriado para que o R-134a permaneça em pressão constante até atingir um título de 75%. Calcule a transferência de calor no processo. ------------------------------------------------------------------- Processos politrópicos 3) O ar passa por um processo politrópico de 125 kPa, 325 K para 300 kPa e 500 K. Encontre o expoente politrópico n e o trabalho específico no processo. 4) O oxigênio a 300 kPa, 100 °C está em um arranjo de pistão-cilindro com um volume de 0,1 m3. Agora é comprimido em um processo politrópico com expoente, n =1,2, a uma temperatura final de 200 ° C. Calcule a transferência de calor para o processo. 5) O refrigerante 134a passa por um processo para o qual a relação pressão-volume é constante PVn. Os estados inicial e final do refrigerante são fixados por p1=200 kPa, T1=10°C e p2=1000 kPa, T2=50°C, respectivamente. Calcule o trabalho e a transferência de calor para o processo, cada um em kJ por kg de refrigerante. ------------------------------------------------------------------- Sólidos e Líquidos 6) Um tanque de cobre bem isolado de 13 kg de massa contém 4 kg de água líquida. Inicialmente, a temperatura do cobre é 27°C e a temperatura da água é 50°C. Um resistor elétrico de massa desprezível transfere 100 kJ de energia para o conteúdo do tanque. O tanque e seu conteúdo chegam ao equilíbrio. Qual é a temperatura final, em °C 7) Um carro com massa de 1275 kg dirige a 60 km/h quando os freios são aplicados rapidamente para diminuir sua velocidade para 20 km/h. Suponha que as pastilhas de freio tenham 0,5 kg de massa com capacidade de calor de 1,1 kJ/kg.K e os discos / tambores de freio tenham 4,0 kg de aço (Cv = 0,46 kJ /kg.K). Além disso, assuma que ambas as massas são aquecidas uniformemente. Encontre o aumento de temperatura no conjunto do freio ------------------------------------------------------------------- Questões Gerais 8) Um cilindro com um pistão contido por uma mola linear contém 2 kg de dióxido de carbono a 500 kPa, 400 °C. É resfriado a 40 °C, ponto no qual a pressão é de 300 kPa. Calcule a transferência de calor para o processo. 9) Um pistão-cilindro tem 1 kg de gás propano a 700 kPa, 40 °C. A área da seção transversal do pistão é de 0,5 m2 e a força externa total que restringe o pistão é diretamente proporcional ao quadrado do volume do cilindro. O calor é transferido para o propano até sua temperatura atingir 700 °C. Determine a pressão final dentro do cilindro, o trabalho realizado pelo propano e a transferência de calor durante o processo. 10) Os aquecedores de uma espaçonave falham repentinamente. O calor é perdido por radiação a uma taxa de 100 kJ/h, e os instrumentos elétricos geram 75 kJ/h. Inicialmente, o ar está a 100 kPa, 25 °C com um volume de 10 m3. Quanto tempo leva para atingir a temperatura do ar de −20 °C?