Exercícios Termo I - Capítulo V - Parte I

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<p>RESOLVIDOS 5.1) UM FLUIDO, CONTIDO NUM E MOVIMENTADO POR UH TRABACHO FORNECIDO AO AGITADOR E 5.090 KJ E CALOR TRANSFERIDO DO TANQUE CONSIDERANDO TANQUE E FLUIDO coro A A DA TERMODINAMICS ( 5.11) : ,O2= wg 2 COMO NÃO DE E DE ESSS SE is : = ,W2 - -1500 KJ = AU + = 3590KJ 5.2) UM COMPOSTO POR Ten MASSA De UM BALDE CONTEM DE INICIALMENTE & 10,2m DA E AMBAS A (ESTADO 1). A PEDRA DeNTRO ADMITINDO QUE A DA GRAVIDADE IGUSL 9,80665 DETERMINAR AEp, Q W OS SEGUINTES ESTADOS FINXIS : (A) A ANTES (ESTADO 2) (B) A PeDRX De ENTRAR EM NO BALDE ( ESTADO 3) (c) TRANSFERIDO QUANTIDADE QUE ESTAO A MESMA</p><p>A W I TeRMOS Dever CADA DE ESTADO. (A) A D ADMITINDO-SE HOUVE TRANS. CALOR PARA A ou DA sus DURANte Ests de = = 9,80665 = -1000 = 1 - (B) APÓS A PARAR NO , = AU + DEC = O = (c) QUE O CALOR TRANSFERIDO, PARA QUE A EA APRESENTAM A ove TINHAM OUE 01 3W4=0 AU+ = = - IKJ</p><p>CAPÍTULO 5 : 5.2 Uma pessoa, em repouso, transfere cerca de 400 kJ/h de calor meio ambiente. Suponha que a operação do sistema de ventilação seja interrompida num auditório que contém 100 a) Qual o aumento da energia interna do an no apés dez minutos da falha do sistema de Considerando auditório e todas as pessoas como qual a variação de' do sistema? Como você explica a do : pessox 400KJ/H = 40000KJ/H 100 PESSOAS APENAS POR 10 60 min 10 mn Y (B) CONSIDERANDO AS COMO UH EM A VARIAGAO de ENERGIA INTERNA do ters sido de 6666,7 A DO AR AS podem fontes de ou libeRAM AR do : 5.3 Uma bomba (recipiente e fechado) deve ser utilizada para medir a energia liberada numa réação Esse AGUA (sisters) contém, inicialmente, as substâncias químicas apropriadas e esta imerso num grande tanque com água. Quando as substâncias calor é transferido da bomba para a causando o da sua temperatura. A potência Q acionamento de agitador (dedicado a movimen- a água no tanque) é de 0,05 Num periodo de 25 a transferência de calor da bomba para a fei igual 3 1400 e da água do tanque para their ambiente foi 70 kJ. Admitindo que a água do tanque não calcule aumento da energia interna da durante este periodo de tempo. = EM 25 25min. 60s S 1400 KJ de de = Q = 1400KJ- - ) Q=1330KJ A ds : Q=AU+W : Q= 1330KJ ( sisters - 75KJ trabalho sobre) sisters : AU - Q-W</p><p>5.3) UM RECIPIENTE, con DE 5 CONTéM DE AGUA SATURADA E 4,95 w3 DE ESTADO De VAPOR SATURADO A DEO,1 MPa. CALOR E TRANSFERIDO is AGUS ATÉ QUE RECIPIENTE CONTENTS APENAS VATOR SATU- RADO. DETERMINAR 0 CALOR TRANSFERIDO : : NO : Q ESTADO INICIAL : vol. vol. de VAPOR Estsdo 1 Ests FINAL ALGUH PONTO SOBRE A CURVA De VAPOR E P2? : B MASSA volume : T 2 VAPOR P, est. 2 1 Y2=V V MoDelo PARA : de DD : U2-U, + + 2 EXAMS DD DARA MODOS DE CONCLUIMOS NESTE ALeM DISSO, se PORTANTO, AFC = UMA NA MUDANGA DO De MASSA DO MOS A VARIAÇÃO de potencial + = U2-U,</p><p>CALOR pode pels Estado 1 E de Modo QUE pode específico do 2 estado 1 e O VAPOR e Deste estado 2 de DA A.1.2, paRs 0,1 MPa. 1,694 = 417,33 = 905 KJ/kg = 47,94kg 2506, KJ/kg 9,001043 =4,95 = 1,694 U, HJ A NO estado inde- A (100%) pode (V2). ASSIM, V= 0,09831 DA tab. A. 1.2 m 2,01 Q 0,09963 0,09831 0.01088 = -025 0.00956 P-2,25 0,08875 2,25 - 0.00239 = - 0.02448 Ds : P 2,25 T 2602,0 0,25 = 0,03 - 2,03 2,00 - 2600,3 U2 =mU2 AS ENERGIAS KJ =</p><p>5.4) UM CILINDRO PROVIDO De PISTAO CONTéM 0,5 KG VAPOR A 0,4MPa E INICIALMENTE UM VOLUME TRANSFERE-SE CALOR AO VAPOR ATE QUE A TURA ATINJA 300°C, ENQUANTO A CONSTAN- DETERMINAR 0 CALOR TRANSFERIDO us TRABAUTO Lizado INTERNS AO ESTADO ; PORtANto 1 Ests VERIFIQUE NA be DUAS FASES DAS Tab. de * FINAL : P2 Estado 2 Ests : A T 2 V Tab. de NAPOR : HS VARIAÇÃO de Ests Associado A de - se D = = = : + = 0 ESTADO ASSIM SER O 2 tarber E etiz U2) poder obtidos. ( Tab. 1.2) V1 = = 0,4625 m 0,5kg X= 4311 = 1524, POR ds tab. S.1.3 2</p><p>5.5) ESTIMAR CALOR ESPECÍFICO A - do VAPOR A 0,5 MPa CONSIDERANCO UMS de A PRESSÃO ( st ) de 350°C = 3167,7 400°C 3271,8 KJ/Kg de Cp A e Cp= 104,1 so = 5.6) CALCULAR A DE ENTALPIA DE QUANDO ESTE AQUECIDO DE 300 A ADMITA QUE OXI- GENIO se COMPORTA GAS A tabels dos GASES of 530 M 40600 - 54 = 1267,0 32 SE Específico PORCH COM VALOR A DO INTERVALO podeMos All) 236,88 ou Cpo = 34,2855 = 1,0714 32 NA Resultado 1200 = 1285, QUE CERCA DE 1,4% DO QUE</p><p>5.7) UM CILINDRO PROVIDO De APRESENTA VOLUME INICIAL DE E NITROGêNIO A E COMPRIME-SE MOVIMENTANDO ATÉ A PRESSAO MPa, E A TEMPERATURA 150°C. DURANTE ESSE PROCESSO, CALOR TRANSFERIDO DO NITROGêNIO E TRABALHO REALIZADO SOBRE CALOR TRANSFERIDO : Estado X1 ; 1 Est's : P2, Estsdo 2 Ests TRABALHO CONHecido GAS COM Específico ote A 300k NA ANALISE : DA + MASSA De obtids ds NA A.10 : m = = = RT ADMITINDO CALOR (tAb. ) = 0,1695x 7448 (150-25)-20= 5.8) DURANTE A OPERAGAO DE CARGA DC A CORRENTE ELETRICA 20 A A A TAXA DC TRANSFE- De CALOR DA A De DA ENERGIA A DC FLUXO Q= du + W du (-256)= 246 J=246w It</p><p>5.9) AR ESCOA NO INTERIOR De UM TUBO COM 92m DE DIAMETRO A UMA VELOCIDADE UNIFORME De 01 A TEMPERATURA A IGUAL A DETERMINAR FLUXO (VAZAO) EM DA 5.37 = A.V DA RAR= 0,287 KJ (1) RT = 0,287 298,2 2 O, 5705 m3 P 150 kg (2) ds AReA do A = 4 = 0,0055 kg 0,5705 O MASSA ENTRA NUMA TURBINA A VAPOR E DE 1,5 E CALOR TRANSFERIDO DA TURBINA 8,5 SAO SEGUINTES DADOS PARA VAPOR ENTRA E SAI DA TURBIND : DE DE ENTRADA PRESSÃO 350°C TEMPERATURA TÍTULO - 100% 50,0 m/s 200,01 AO 6m 3m PLANO A POTêNCIA FORNECIDA TURBINA. CONTROLE me= DE CONTROLE Pe 2MPa Te= TURBLUS Ye= 1,5kg/s Q PS= XS= 100% Vs=</p><p>REGIME MODELO TABELAS De VAPOR R : 2 ONDE DAS de he- 3137,0 KJ/kg ; hs= 2675,5 KJ/kg 50x 50 = 1,25KJ 2 2x1000 gze= 1000 kg kg 3x9,8066 = 0,029KJ 1000 kg NA 2675, 20,0 + 5.11) VAPOR A 0,6 E 200°C ENTRA NUM BOOAL do con VELOCIDADE De 50 m/s E COM VELOCIDADE De 600 A DE 0,15 DETERMINAR, A TEMPERATURA FINAL DO VAPOR SE ou titulo se de EM REGIME vs = MODELO: De VAPOR D'AGUA Te=200°C 2 (BOCAL Eps</p><p>= 2 DAS A T=200°C 2850,1 KJ 2850,1+ his 2x1000 2x1000 kg COMO 2 NO estado final ( pe seu (SATURADO) : ou 2671,4= 467,1+ X. 2226,5 X=0,99 REFRIGERANTE ENTRA SISTEMS De A 200 -10°C SAI A 1,0 MPa E fo°C. A E DE 0,015 I A POTENCIA De COMPRESSOR 1 KW. APOS ESCOAR pelo O R134 a ENTRA NUM A E 60°C E SAI COMO A 0,95 MPa E A NO A 10°C SAI A 20°C (1) A TAXA De De CALOR COMPRESSOR (2) A VAZAO DE AGUA NO De COMPRESSOR ESTADO De Pe,Te ; ESTADO FIXADO ESTADO DE Ps, ESTADO FIXADO EM REGIME PERMANENTE MODELO: TABELAS DE R-134A DA SENDO . oft list W sendo hs= KJ/kg W= = 66,67KJ of 9015 kg = 0,015x (-6,66)</p><p>DE CONDENSADOR Estados de R-134A - FIXADO E - FIXADO Estados de R- FIXADO E FIXADO EM De VAPOR E R-134A No VOLUME DF CONTROLE EXISTEM DUAS CORRENTES DC - SE DE ENERGIA SAO OBSERVAMOS TRABALHO De NA de A 14 SE A : Emehe = Emshs = ma (hs)a (I) DAS de E De VAPOR D'AGUA : = 441,89 KJ/Kg (hs)R= 249,1 (he)a= 42,00 KJ/Kg KJ/kg Substituindo ACIMA NA EQ. I : ma= MR = 0,0689 5.13) CONSIDEREMOS MOTOR A VAPOR MOSTRADA NA Os DADOS A ESSA LOCALIZAÇÃO PRESSÃO TEMP. DO De VAPOR 20 MPa 300°C ENTRADA DA TURBINA 1,9 290°C SAÍDA DA TURBINS, ENT. CONDENS 15, OKPa 90% DO ENT. BOMBA 45°C DETERMINAR AS QUANTIDADES, POR DE FLUIDO QUE ESCOA ATRAVéS DA UNIDADE. (1) CALOR TRANSFERIDO NA LINHA De VAPOR ENTRE GERADOR DE VAPOR E A (2) TRABALHO DA (3) CALOR TRANSFERIDO NO (4) CALOR TRANSFERIDO GERADOR VAPOR.</p><p>I 2 GERADOR TURBINS VAPOR 3 BOMBA CONDENSADOR 4 5 TODOS PROCESSOS : REGIME PERMANENTE TAbelAS de DAS de KJ/kg Neste EM CASO (1) TUBULAÇÃO ENTRE GERADOR De VAPOR A TURBINA (2) VOLUME De CONTROLS : (3) De (NAO vesse voluME de - (4) de VAPOR seudo CONHECIDO pode obtido considerando UH de ove A bombs, PARA de</p><p>5.14) COMPRESSOR De UMA TURBINA A GAS RECEBE AR DO AMBIENTE (ATMOSFERA) ONDE A PRESSÃO DE E A E 300 K NA SAÍDA DO COMPRESSOR A 4 480K E A do AR dE A AR 15 DETERMINAR A PARA ACIONAR COMPRESSOR . De O COMPRESSOR SeNDO de sers A ceRts do De AR de vebadade Multo E SE NAS SE A sup. de NA do A Nests de AR BAIVA COMPRESOR CRUZANDO A AR A PRESSAO de : GAS COM ds tsb. A.10 UM COMPRESSOR COM Ests VAZAO de GRANde UMA MAQUINA QUE E de ENtRAdA = LOGO A LET se Reduz A : Ve list 2 + he = list W + = Cp(Ts- - Te )+ = 1,0035 (480-300)+ 2 2x103 KJ 15 27 84 Kg</p><p>de AR PARA KJ kg PARA T= 480K 4SKJ kg 1002 182,3+ 187,3KJ 2x1000 kg 5.15) VAPOR A I 300°C E PARA A ENERGIA CINETICA É Nesse PROCESSO. DETERMINAR A do VAPOR I do JOULE - de de Te Estsob Est de Ps EM de VAPOR Dx E LOGO : the= 3056,5 KJ Estado DAS de VAPOR (1) 300 3071,8 3071,8-2971 T-250 3056,5-2971 T 3056,5 250 2971,0- T= 29475 (2) AT - = -7,6 = Ap= = - 600kpa -600</p><p>PROCESSO De ds válvuls ou do tubo NUM aclo de POR de NESSE A DO REFRIGERANTE CAI dA Alts NO PARA A BAIXA PRESSÃO NO EVAPORADOR E, duRANtE ESTE UMS do se SE CCHO titulo do AO INTRAR NO EVAPORADOR pode SeR QUE A NA de A A 32°C E QUE A 40 E De titulo ds NA ds de : de EXPANSÃO tubo ENtRAdA Te Estado de Ps REGIME de ANAlise conjunto de PAdRAO do de : DAS tab. de lie= 332, Utilizaudo.se A 3.9 : VAPOR A DE 300°C ESCOA NUM TUBO, CONFORME & FIG. UM TANQUE EM Ests A ESSE Tubo de UMS ABRe -SE A £ QUE A E E E AS VARIA- De ENERGIA E SAO DEteRMINAR A final do 300°C DE VACUO</p><p>VOLUME de : TANQUE MASSA P2 de : Pe,Te tubo) : REGIME UNIFORME TAb. de 1A Lot ds = + : F AléM E = : PELA EQ.DA OUB me = LOGO : isto A ENERGIA do NO IGUAl A do VAPOR ove ENTRA NO DAS de PARA p= H U2=3040 DUAS 3121,1 do 500 T 3040,4 T-400 400 2952,5 - 1,92T=867,23 452°C (2) VAPOR d'AGUA ove NO COHO UH sisters, AFC = temos = : COMO se</p><p>5.18) SUPONHAMOS QUE TANQUE DO Exemplo teNHA UM de VAPOR A MPa - SE A E VAPOR A E 300°C, ESCOA PARA TANQUE ATÉ QUE A PRESSÃO ATINJA 14 MPa. CAlculAR A MASSA de VAPOR d'AGUA QUE PARA TANQUE. de TANOUS Estado VAPOR Estado Estado P2 Estado de ; Estado tab. de Ms = se A = me (A) 2 NO V2= (a) E (c) 2 de T2 e P2. COMO P2 E implica UM UNICO de T2 ousl ) Pelo Metodo de e 0,763 3040,4 20026 PARA de P2 T= 3149,5 Subst. EM (c) 2869, using 2869, 1) - 0,20026 375,0145 -32 do-se m2 = 2,026kg</p><p>MASSA PARA me= 5.19) UM TANQUE COM VOLUME IGUAl A 2m3 dA A 40°C. 50% De 50% VAPOR EM VAPOR E RETIRADO PELO TOPO DO TANQUE ATE QUE A ATINJA ADMITINDO QUE VAPOR sejs, NeNHUH SAIS DO E PROCESSO sejs A MASSA de do VOLUME de TANQUE Estado : Vug, DeteRMINAdo T2 Estado de : PROCESSO: tab. de DA A do VAPOR VARIA COM A E, NÃO simples- do SAI do 40°C hv= COMO A 10°C 1453,3 UM PARA hr. A Lot ds se Reduz A DA = DAS de 0,001601 0,2040 Utilizaudo-se A N Ut KJ /kg</p><p>CALculANdo A MASSA NO Ests pels MASSA de m,e, E pels de ASSIM : 1,0 = 0,001726 12,0kg 0,0833 M,U1= = Substituindo estes na ds duas Nests V = E NotANdo QUE AS 2 de X2, us - U2 A LOQO 2 = E A MASSA DA 0,003854 701 ms=72,5kg</p>