Ministrio da EducaoUniversidade Tecnolgica Federal do
ParanDiretoria de Graduao e Educao ProfissionalDepartamento
Acadmico de Qumica e BiologiaBacharelado em Qumica
Operaes Unitrias AProfessora: Roberta Carolina Pelissari Rizzo
Domingues
Balano de Energia Exerccios de reviso e fixao
1) Suponha que um gs ideal a 300 K e 200 kPa esteja enclausurado
num cilindro por um pisto sem atrito, e que o gs force lentamente o
pisto, tal que o volume de gs se expanda de 0,1 para 0,2 m3.
Examine a Fig. 1. Calcule o trabalho exercido pelo gs sobre o pisto
(nica parte da fronteira das vizinhanas que se move) se duas
trajetrias diferentes forem tomadas para ir do estado inicial para
o estado final:Caminho A: a expanso ocorre presso constante (p =
200 kPa) R: W = -20kJCaminho B: a expanso ocorre temperatura
constante (T = 300 K) R: W = -13,86 kJ
Figura 12) gua bombeada de um reservatrio para outro a 300 ft de
distncia, conforme mostrado na Fig. 2. O nvel de gua no segundo
reservatrio est 40 ft acima do nvel de gua do primeiro reservatrio.
Qual o aumento na energia potencial especfica da gua em Btu/lbm? R:
Ep = 0,0514 Btu/lbm
Figura 2
3) Uma bola de 100 kg, inicialmente no topo de uma escada de 5 m
jogada e atinge o cho. Com relao ao cho:(a) Quais so as energias
cintica e potencial iniciais da bola? Ec= 0, Ep=4900J(b) Quais so
as energias cintica e potencial finais da bola?Ecf = 0, Epf = 0(c)
Quais so as variaes nas energias cintica e potencial para o
processo?Ec = 0 e Ep = -4900J(d) Se toda a energia potencial
inicial fosse, de alguma forma, convertida em calor, qual seria
este valor em calorias? Quantos em Btu? Quantos em joules? R:
1171cal, 4,64Btu
4) gua bombeada de um poo cujo nvel constante, estando 20 ft
abaixo do nvel do solo. A gua descarregada a uma vazo de 0,5 ft/s
em um tubo horizontal que se encontra 5 ft acima do solo. Admita
que a taxa de transferncia de calor da gua desprezvel durante o
escoamento. Calcule a potncia eltrica requerida pela bomba, sabendo
que sua eficincia de converso de energia eltrica em mecnica de
100%. Despreze o atrito nos tubos e na bomba. R: 1,06kW
Figura 3
