2ª Lista de Termodinâmica
Parte 1 - Primeira Lei da Termodinâmica para volume de controle
1. Uma caldeira é alimentada com 5000 kg/h de água líquida a 5 MPa e 20ºC, e descarrega
vapor d´água a 450ºC e 4,5 MPa. Determine as seções de escoamento na alimentação e
descarga da caldeira, de modo que as velocidades dos escoamentos sejam 20 m/s.
R: 0,694 e 49,14 cm2
2. Uma tubulação com 50mm de diâmetro é utilizada para transportar 0,05 kg/s de N2 a 15ºC
e 0,2 MPa. Uma válvula da tubulação é fechada e passa a provocar uma queda de pressão
de 30 kPa no escoamento. Admitindo que o escoamento seja isotérmico, determine os
valores das velocidades médias no escoamento a montante e a jusante da válvula.
R: 10,9 e 12,8 m/s.
3. Um bocal adiabático é alimentado com amônia a 20ºC e 800 kPa. A velocidade do
escoamento na entrada do bocal é muito baixa. A pressão e a velocidade da seção de saída
são 300 kPa e 450 m/s. Sabendo que a vazão mássica é de 0,01 kg/s, calcule a temperatura
e o título na saída do bocal. (Faça as hipóteses simplificativas)
R: x=0,947
4. R134a entra em um difusor como vapor saturado a 600 kPa com velocidade de 160 m/s,
e sai do difusor a 700 kPa e 40ºC. Ao longo do difusor calor é adicionado a uma taxa de
2 kW. Se a área de saída é 80% maior do que a área de entrada, qual é a velocidade de
saída e a vazão mássica do refrigerante? (Faça as hipóteses simplificativas)
R: 82,15 m/s; 0,297 kg/s
5. Vapor saturado de R134a é estrangulado em regime permanente de 500 kPa para 200 kPa
ao passar por uma válvula de expansão. Qual a temperatura do fluido na saída da válvula?
(Faça as hipóteses simplificativas)
R: 7,5ºC
6. Uma turbina é alimentada com ar comprimido e produz uma potência de 0,1 kW. O
estado na entrada da turbina é 400 kPa e 50ºC, e na saída 150 kPa e -30ºC. Determine a
vazão de ar na turbina. (Faça as hipóteses simplificativas)
R: 0,00125 kg/s
7. A Figura mostra o esquema de uma turbina a vapor capaz de produzir 110 kW operando
em carga parcial, quando a vazão é de 0,25 kg/s e a condição do vapor no ponto 1 é de
1,4 MPa e 250ºC, e no ponto 2 a pressão é de 1,1 MPa após o estrangulamento. Sabendo
que a pressão na saída da turbina é de 10 kPa, determine a temperatura e o título na saída
da turbina. (Faça as hipóteses simplificativas)
R: 45,8ºC; 0,96
