EMAR - 2023
Termodinâmica I
Folha Exercícios nº2 – Energia e Primeira lei da termodinâmica
1. Determine a potência necessária para acelerar um automóvel de 900 kg desde zero até 80
km/h em 20 s numa estrada plana.
Solução: Pretende-se determinar a potência necessária para acelerar um automóvel até uma
determinada velocidade.
2. Considere um motor de 75 kW instalado num automóvel de 2000 kg. Determine o tempo
necessário para o automóvel atingir a velocidade 100 km/h numa estrada plana.
R: 10,3 s
3. Determine a energia necessária para um automóvel de 2000 kg percorrer 100 m numa estrada
montanhosa com inclinação de 30º a velocidade constante.
4. Uma ventoinha que consumindo 20 W de potência elétrica em operação é dito debitar 0,25 kg/s
de ar a uma velocidade de 8 m/s. Determine à luz da termodinâmica a veracidade destas
características.
5. Um ventilador deverá aumentar a velocidade do ar em repouso para 10 m/s debitando 4 m 3/s.
Determine a potência mínima a fornecer ao ventilador. Considere que a massa volúmica do ar
é de 1,18 kg/m3.
R: 236 W
6. Um tanque contém um fluido que é agitado por uma hélice. O trabalho fornecido à hélice é de
5090 kJ. O Calor transferido do tanque é de 1500 kJ. Considerando o tanque e o fluido como
o sistema termodinâmico, determine:
a) a variação da energia interna do sistema.
b)
a energia interna final do sistema, se a energia interna inicial do sistema for de 600 kJ
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7. Uma determinada quantidade de água é aquecida e continuamente agitada num recipiente
fechado conforme representado. Durante o processo 30 kJ de calor são transferidos para a
água, e 5 kJ de calor são perdidos para o meio. O trabalho do agitador ascende a 500 N.m.
Determine a energia final do sistema se a inicial for de 10 kJ.
R: U2= 35,5 kJ
8. A eficiência dos fogões de cozinha é de 38% para os fogões a gás e de 73% para os fogões
elétricos. Considerando um fogão de 2 kW e um custo da energia elétrica de 0,16 €/kWh e
de 0,06 €/kWh de gás natural determine a potência consumida e custo da energia para os
dois casos.
9. Determine a eficiência mecânica do ventilador da figura.
10. Determine a eficiência global de um sistema turbina-gerador sabendo que a eficiência da
turbina é de 75% e a do gerador de 97%.