Trabalho de Termodinâmica

Exercício 01:

Um tanque contendo um fluido é agitado por uma hélice como mostrado na figura. O trabalho aplicado à hélice é de 1250 kcal. O calor transferido do tanque para o meio é de 320 kcal. Considerando o tanque e o fluido como sistema, determinar a variação de energia interna do sistema, em kJ.

Como não há variação de energia cinética ou de potencialusaremos a formula reduzidaabaixo

Dados:w hélice = 1250kj Q = 320kj

R: Q = U2 – U1 + w U2 – U1 = - 320kj – ( - 1250kj ) = 930kj

Exercício 02:
Um sistema inicialmente em repouso sofre um processo no qual recebe uma quantidade de trabalho igual a 200 kJ. Durante o processo o sistema transfere para o meio ambiente uma quantidade de calor igual a 20 kJ. Ao final do processo o sistema tem velocidade de 50 m/s e uma elevação de 60 m. A massa do sistema é de 30 kg, e a aceleração gravitacional local é de 9,81 m/s2. Determine a variação de energia interna do sistema durante o processo, em kJ.

Dados : w = 200KJ ; Q = 20KJ ;V = 50m\s ; h = 60m ; m = 30kg ; g = 9,81m/s

Δu = ?

Q = ΔE + W

Q = Δu + ΔEC + ΔEP + W

Energia cinética

ΔEC = 1/ 2 * M ( V22 - V11 )

ΔEC =1/ 2 *(25kg)(60m/s2 – 02 )

ΔEC =45000j

Energia potencial

ΔEP = M*G( Z2 – Z1)

ΔEP =(25kg)(9,78m/s)(50 – 0)

ΔEP = 12,225J

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ΔU = Q – ΔEC – ΔEP – W

ΔU =(-30kj ) – ( 45,0 ) – ( 12,225kj ) – ( -200kj)

ΔU = 87,225 + 200
ΔU = 112,775kj

Exercício 03:
Considere 10 kg de vapor de água contida no interior do conjunto cilindro pistão. O vapor sofre uma expansão do estado 1 onde P = 5,0 bar e T=250 oC para o estado 2 onde P=1,5 bar e T=200 oC. Durante o processo 100 kJ de calor é transferida para o vapor. Uma hélice é colocada no interior do conjunto através de um eixo para homogeneizar o vapor, a qual transfere 20kJ para o sistema. O conjunto cilindro pistão está em repouso. Determinar a quantidade de trabalho transferido para opistão durante o processo de