Termo Clássica

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA Disciplina Termodinâmica Clássica Professor Dr Thiago Leandro de Souza Discente Andressa Bostionsch Código 2365324 11122024 Prova 2 As respostas deverão apresentar a resolução completa das questões Não basta apresentar apenas o resultado final é necessário mostrar o raciocínio utilizado todos os cálculos e deduções Em caso de cálculo iterativo apresentar somente as duas primeiras iterações sendo que a estimativa inicial não conta como iteração 32 1 35 Um mol de um gás ideal inicialmente a 35C e 110 kPa passa pelo seguinte processo cíclico em um sistema fechado Primeiramente ele é comprimido adiabaticamente até 520 kPa então é resfriado a pressão constante e finalmente expandido isotermicamente ao seu estado original Construa um diagrama PV indicando do processo indicando cada etapa e calcule ΔU Q e W para cada etapa e para o ciclo como um todo Considere que cada etapa é mecanicamente reversível e Cₚ 72R Forneça os resultados dos cálculos com 6 algarismos significativos de precisão 04 2 30 Água líquida escoa através de um tubo horizontal em estado estacionário Este tubo é rígido possui um isolamento térmico e não há qualquer dispositivo móvel A área da seção transversal do tubo varia com o comprimento como na figura abaixo Na entrada a corrente se encontra a 25C 10bar e uma velocidade de 25 ms e o diâmetro interno do tubo é de 25 cm 25C 10 bar V 25 ms T₁ P₁ v₁ A₁ T₂ P₂ v₂ A₂ Qual será a temperatura na saida do tubo se o diâmetro nesta seção do tubo for de 35 cm e a perda de carga for de 5bar Δ P 5 bar Qual seria a máxima variação de temperatura e a temperatura final que esta corrente poderia experimentar com um aumento do diâmetro do tubo com a mesma perda de carga Δ P 5bar Esse processo é reversível ou irreversível Demonstre Enuncie e demonstre todas as hipóteses simplificadoras a partir das equações de balanço gerais Forneça o resultado com 5 algarismos significativos de precisão Considere CpH2O 418 kJkgC M H2O 18gmol ρ H2O 1 gcm3 Obs para um fluído incompressível dU Cv dT dH Cp dT V dP e dS Cp TdT Dica ṁ ρvA sendo A é área da seção transversal ou seja A πr2 275 3 35 Um inventor projetou um processo complexo no qual uma corrente de ar de 25 mols é utilizada como fluido de trabalho Afirmase que os efeitos do processo são Ocorre uma mudança de estado do ar de 260C e 5bar para 80C e 1bar São produzidos 3500W de trabalho Ocorre uma transferência de calor entre o sistema e as vizinhanças que se encontram a uma temperatura de 30C 0515 a Aplique os balanços de massa energia e entropia para este processo partindo das equações de balanço gerais indicando cada hipótese simplificadora 0905 b Qual deve ser a taxa de transferência de calor trocado entre o sistema e o ambiente E em que sentido esta troca térmica ocorre 0010 c Qual é a taxa da variação da entropia das correntes e da vizinhança 92506 d Esse processo é possível Justifique sua resposta Suponha que o ar se comporte como um gás ideal com Cp 52R