Prof. Philippe Petersen

1ª Lista de exercícios de Calor e Termodinâmica

1) Um recipiente fechado e com volume de 5m³ contém 900 kg de granito e ar

(massas específicas respectivamente iguais a 2400 e 1,15 kg/m³). Determine a

massa de ar contida no recipiente e o volume específico do arranjo.

2) O tanque de armazenamento de uma torre d’água tem um formato

aproximadamente esférico de 30 ft (9,1 m) de raio. Se a massa específica da água

é de 62,4 lb/ft³ (999,5 Kg/m³), qual é a massa de água armazenada na torre em

lb quando o tanque está cheio? Qual é o peso, em lbf da água se a aceleração

local da gravidade é 32,1 ft/s² (9,8 m/s²)?

3) Um balão esférico de 20 ft de diâmetro contém 45 lb de ar. Determine para o

ar: (a) o volume específico, em ft³/lb e (b) o peso, em lbf. Considere g = 31,0 ft/s²

(9,4 m/s²).

4) O barômetro apresentado na figura abaixo contém mercúrio (ρ = 13,59 g/cm³).

Se a pressão atmosférica local é de 100 kPa e g = 9,81 m/s², determine a altura

da coluna de mercúrio, L, em mmHg e inHg.

Figura 1

5) Um cilindro de aço como mostrado na figura 2 apresenta área da seção

transversal igual a 1,5 m². Sabendo que a pressão na superfície livre da gasolina

é 101 kPa, determine a pressão na superfície inferior da camada de água.

Figura 2

6) Um submarino de pesquisa deve submergir até a profundidade de 4000 m.

Admitindo que a massa específica da água do mar é constante e igual a 1020

kg/m³, determine a pressão que atua na superfície externa do casco do

submarino na profundidade máxima de mergulho.

7) Converta as seguintes temperaturas de °C para °F e Kelvin (K): (a) 37°C, (b) -65°C,

(c) 1550 °C, (d) 15°C, (e) 141°C.

8) Um manômetro está instalado numa tubulação de transporte de óleo leve do

modo indicado na figura 3. Considerando os valores indicados na figura,

determine a pressão absoluta no escoamento de óleo.

Figura 3

9) Um conjunto cilindro – pistão sem atrito contém 5,0 kg de vapor

superaquecido de refrigerante R-134ª a 1000 kPa e 140°C. O sistema é

resfriado a pressão constante até que o refrigerante apresente volume igual a

25%. Calcule o trabalho realizado durante esse processo.

10) Um gás é comprimido de V1 = 0.3 m³, p1 = 1 bar até V2 = 0.1 m³, p2 = 3 bar. A

pressão e o volume possuem uma relação linear durante o processo.

a) Faça o diagrama (gráfico) de P-V indicando o processo do estado 1 para o

estado 2.

b) Calcule o trabalho para o gás, em KJ.